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BGA IC SOLDERING기술

SOLDERING 양불 판정 기준

최대 관심 항목 : Void

void는 신뢰성에 큰 영향이 없다. 반면 Process의 parameter개선은 필요하다. 발생원인

flux가 빠져나갈 충분한 시간 부족

circuit board 상의 오염물

X-ray 영상에서는
실제 Size 와 다르게 나타남

정확한 치수는 기준 샘플과
비교 측정해서 구함

정확한 치수 측정보다는 원인을 찾아
요인을 제거하는 것이 경제적

Source of void

solder ball 자체
(공기, 오염물 등)

Reflow
(Flux, ball 과 PCB
면 사이에서 주로 발생)

board design
(Via in pad- 공기 확장으로)

Void 발견 위치

주로 중간에서 상단 사이, 밑에서 발생해서 위로 빠져나가다 시간부족으로 붙잡힘 (온도 PROFILE중요)
Collapsible ball - 210 ~ 230 도
noncollapsible ball - 302도(90% Pb, 10 Sn) - 발생빈도 낮다.

Void 의 영향

01
기계적 강도 저하

02
열 전달률 저하

03
전류 저항 증가

큰 void에서 보통의 사이즈의 void로 관리하면 약간 신뢰성이 증가하는 것으로 보고됨

X-ray 검사

laminography 방식은 고가이지만 void 위치 파악이 쉽다.
transmission 방식은 tilting 기능 사용하여 위치 파악 하면됨

X-ray 검사 계측의 주의사항

Voltage Blooming(Phosphor Blooming)
대책, Anti-blooming film 이용
기준 샘플과 비교 측정

Void 의 제거

통상 BGA IC의 Ball 에는 Void 가 거의 없음
Reflow 의 time-temperature profile 최적화
Flux 양,type,특성 최적화

Void 양불 판정 기준

ball size, pitch>작아짐 ; 지속적 불량 증가

Void 양불 판정 기준
Location of Void	Class Ⅰ	Class Ⅱ	Class Ⅲ
Void in ball (dimple)%Dia. / % area	60% of dia=36% of area	45% of dia=20 1/4% of area	30% of dia=9% of area
	50% of dia=25% of area	35% of dia=12 1/4% of area	20% of dia=4% of area

[표] Voids in Ball at Interface

Solder bridge

reflow condition 이상

solder spattering

bridging solder ball 이상 과대

bridging

Opens

BGA IC ball
자체에 냉납

nonwetting

open

주변 ball 보다 가운데 ball 이 작아서 open

통상 ball 지름이 양품 보다 작게 관측됨

Cold solder

Reflow profile 불량

Land 와 ball 접촉이 불안정

기계적 접착력 약화, 전기 특성 열화, 간헐적 동작 불량 유발 참고,열 부족

Cold solder, 열 과잉

solder splattering

bridge, solder balls

불량 과 프로세스 개선

불량 검출 정보

수율 및 품질 향상에 이용, 보통 Visual 검사를 통해

Process 불량 해결을 위한 단서를 확보함

정성적 분석

먼저 사각 Edge 의 Stand-off 가 적절해야 하고, Ball 의 형상과 size 가 균일 해야함

정량적 분석이 필요

stand-off 는 레이저나 touch-probe sensor를 활용한다

ball 지름

reflow 후 팽창 표준치 관리 BGA 의 pad 면의 검사를 위해서는 각을 주어 돌려본다.
정량적 계측 S/W는 꼭 필요하지는 않지만 유용하다.
정량적 계측 값의 추이로부터 프로세스 추이를 유추 가능함.

Insufficient/Uneven Heating

repair 시 , 다층 PCB, 양면 PCB 의 BGA 뒷면에 방열판(설계 불량)

Insufficient/Uneven Heating, misalignment 야기

Component Defect

잘못된 부품 취급

popcorning(수분), warpage(휨)

기술자료

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SOLDERING 양불 판정 기준