影響手機質(zhì)量的一個重要因素,是手機主板上芯片焊點的可靠性問題。為了提高芯片焊點的可靠性,很多知名公司都采用底部填充的工藝;而在筆記本電腦制造行業(yè)已經(jīng)成熟的UV膠綁定工藝,目前在手機領(lǐng)域還沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用。
本文主要探討在無鉛工藝下,比較不點膠、UV膠綁定和底部填充對手機主板芯片的焊點可靠性的影響(采用滾筒跌落試驗作可靠性驗證和切片試驗等進行失效分析),同時探討手機芯片邊角UV膠綁定的相關(guān)工藝和可靠性問題。
實驗設(shè)計
對同一產(chǎn)品的一個批次隨機選擇6塊手機主板,實施三種工藝流程:2塊不點膠或底部填充,2塊對主芯片底部填充,2塊對主芯片的四個角作UV膠綁定,如表1所示:
驗證流程
參照標準GB2423.8,選用滾筒跌落儀進行可靠性驗證,具體流程如下:1、確保選擇的板子通過AOI、目檢、X-Ray檢查,并通過所有功能測試;2、對選擇的6塊主板:2塊不做點膠;2塊做底部填充;2塊做UV膠邊角綁定,烘干固化后進行試驗;3、模擬手機組裝固定方式制作主板的跌落夾具; 4、按照試驗經(jīng)驗選擇1,000mm高度的滾筒進行跌落試驗; 5、每跌落100次做全功能測試,直到出現(xiàn)問題為止;6、對出現(xiàn)不良的主板進行失效分析。
試驗結(jié)果
實際滾筒跌落試驗結(jié)果如圖2所示。
主板跌落后測試結(jié)果:6部跌落試驗樣機主板跌落失效信息均為無法開機。
失效分析
經(jīng)過測試技術(shù)人員對失效主板進行分析,確認為主芯 片或閃存失效導致無法開機。對失效位置進行切片(見圖3)驗證,結(jié)果如下:
A1板切片后,主芯片焊點U17在焊盤和錫球焊接處有開裂現(xiàn)象,如圖4所示。
A2板切片后,主芯片焊點U1在PCB側(cè)焊盤處出現(xiàn)局部開裂現(xiàn)象,如圖5所示。
B1板切片后,主芯片焊點A17在PCB焊盤下方有開裂現(xiàn)象,如圖6所示。
B2板切片后,主芯片焊點U17在PCB焊盤與錫球之間有開裂現(xiàn)象,如圖7所示。
C1板切片后,主芯片焊點U1在PCB焊盤和錫球之間有開裂現(xiàn)象,如圖8所示。
C1板切片后,主芯片焊點U1在PCB焊盤和錫球之間有開裂現(xiàn)象,如圖9所示。
返修工藝對比
對底部填充和UV膠綁定工藝手機主板的返修情況及工藝成本進行比較(見表2),UV膠綁定芯片返修容易且沒有報廢。
綜合膠水、人工、設(shè)備、工藝等方面粗略估算,底部填充工藝的返修成本是UV膠綁定方法的兩倍以上。
小結(jié)
通過以上試驗數(shù)據(jù)比較和失效分析可以得知:
1、手機主板的芯片最容易失效的部位是四個角部的焊點;
2、運用UV膠綁定或底部填充工藝,主板抗跌可靠性 要比不使用這兩種工藝的產(chǎn)品高兩倍以上;
3、底部填充工藝對焊點的保護和產(chǎn)品的可靠性的提高 稍優(yōu)于UV膠綁定工藝,但UV膠綁定在實際應(yīng)用中 可操作性強,易返修且成本低50%以上;
4、這兩種不同的加強可靠性方法,設(shè)計者可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的工藝。