BGA錫球裂開(kāi)的改善策略
2020-05-19 12:01:49
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一般公司的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)偶而會(huì )遇到裸機高度落下【沖擊測試(drop test)】后發(fā)生BGA錫球裂開(kāi)的問(wèn)題,如果RD有比較好的sense,就應該把產(chǎn)品拿來(lái)做一下應力分析,而不是把所有的BGA掉落問(wèn)題都賴(lài)給制造工廠(chǎng)的SMT貼片加工制程。
以工作熊的經(jīng)驗來(lái)看,BGA錫球裂開(kāi)的問(wèn)題其實(shí)很難僅靠工廠(chǎng)的制程管理與加強焊錫來(lái)得到全面改善,如果設計的時(shí)候RD可以多出點(diǎn)力氣,制造上會(huì )省下很多成本,以下面這個(gè)案子為例,可以省下Underfill的材料費及工時(shí)費用,還包含了間接管理與修復的費用,更可以降低日后可能的市場(chǎng)商譽(yù)質(zhì)量損失。
不知是否因為工作熊對新磣品有過(guò)多次的類(lèi)似要求,還是大家終于體認到設計影響制造的嚴重性,公司這次新產(chǎn)品的設計團隊總算有個(gè)比較好的響應,也花了心思做了BGA錫球開(kāi)裂的要因分析,更發(fā)現應力的來(lái)源,并且做了設計變更來(lái)改善這個(gè)BGA錫球開(kāi)裂的問(wèn)題,當然有先用mockup的材料來(lái)做驗證,結果也讓人滿(mǎn)意, 事后實(shí)際修模生產(chǎn)做最終驗證也都沒(méi)有再發(fā)現BGA開(kāi)裂的問(wèn)題,真心希望這以后是RD驗證的標準程序。
既然知道可能的問(wèn)題出在電路板變形量過(guò)大,于是在電路板上黏貼應力計(Stress Gauge)然后先量測未改善前的應力數據。 改善方法是在BGA的附近新增機溝肋柱(rib)來(lái)頂住電路板以降低電路板在落下時(shí)的變形量,參考上圖的[New add rib]。
因為這個(gè)產(chǎn)品的大部分設計都已經(jīng)完成,所以改善的方法就是盡量找到一個(gè)空間可以用來(lái)增加支撐柱,讓電路板在落下變形時(shí)有物體可以支撐住,以降低其變形量,改善對策后再用應力計實(shí)際量測一次應力。
下表列出改善前與改善后(增加rib)的應力實(shí)際量測值。 就如同預期的,在正面(傾斜面)落下時(shí)的應力改善達到106,因為產(chǎn)品正面外型有個(gè)彎曲傾斜角,比較容易因為外力而彎曲;而背面(平面)落下的應力改善則比較小,只有42。 足見(jiàn)增加一根肋條(rib)就可以達到一定程度的電路板變形量改善。 這個(gè)應力值量測的是電路板的Z方向,但是只有X軸的Z值,如果可以加側Y軸的Z值會(huì )更有參考價(jià)值。
這項設計變更執行后,經(jīng)過(guò)DQ重新驗證落下測試的效果,證實(shí)BGA沒(méi)有再出現開(kāi)裂的問(wèn)題。
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