BGA錫球裂開(kāi)的改善策略
一般公司的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)偶而會(huì)遇到裸機(jī)高度落下【沖擊測(cè)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(yīng)該把產(chǎn)品拿來(lái)做一下應(yīng)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(yàn)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(qiáng)焊錫來(lái)得到全面改善，如果設(shè)計(jì)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(fèi)及工時(shí)費(fèi)用，還包含了間接管理與修復(fù)的費(fèi)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?yàn)楣ぷ餍軐?duì)新磣品有過(guò)多次的類(lèi)似要求，還是大家終于體認(rèn)到設(shè)計(jì)影響制造的嚴(yán)重性，公司這次新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)總算有個(gè)比較好的響應(yīng)，也花了心思做了BGA錫球開(kāi)裂的要因分析，更發(fā)現(xiàn)應(yīng)力的來(lái)源，并且做了設(shè)計(jì)變更來(lái)改善這個(gè)BGA錫球開(kāi)裂的問(wèn)題，當(dāng)然有先用mockup的材料來(lái)做驗(yàn)證，結(jié)果也讓人滿(mǎn)意， 事后實(shí)際修模生產(chǎn)做最終驗(yàn)證也都沒(méi)有再發(fā)現(xiàn)BGA開(kāi)裂的問(wèn)題，真心希望這以后是RD驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)力計(jì)(Stress Gauge)然后先量測(cè)未改善前的應(yīng)力數(shù)據(jù)。 改善方法是在BGA的附近新增機(jī)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?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)品的大部分設(shè)計(jì)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(duì)策后再用應(yīng)力計(jì)實(shí)際量測(cè)一次應(yīng)力。
下表列出改善前與改善后(增加rib)的應(yīng)力實(shí)際量測(cè)值。 就如同預(yù)期的，在正面（傾斜面）落下時(shí)的應(yīng)力改善達(dá)到106，因?yàn)楫a(chǎn)品正面外型有個(gè)彎曲傾斜角，比較容易因?yàn)橥饬Χ鴱澢欢趁妫ㄆ矫妫┞湎碌膽?yīng)力改善則比較小，只有42。 足見(jiàn)增加一根肋條(rib)就可以達(dá)到一定程度的電路板變形量改善。 這個(gè)應(yīng)力值量測(cè)的是電路板的Z方向，但是只有X軸的Z值，如果可以加側(cè)Y軸的Z值會(huì)更有參考價(jià)值。
這項(xiàng)設(shè)計(jì)變更執(zhí)行后，經(jīng)過(guò)DQ重新驗(yàn)證落下測(cè)試的效果，證實(shí)BGA沒(méi)有再出現(xiàn)開(kāi)裂的問(wèn)題。
