SMT基础知识丨PCBA制造基础知识(工艺经典)

文摘   2024-09-20 22:54   广东  
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PCBA生产工艺要求与注意事项


第 1 章 IC 元件外形及重要尺寸规格

第 2 章 IC包装及IC储存管制 

第 3 章 SMT组装及PCBA测试要求

第 4 章 SMT作业不良实例探讨

第 5 章 BGA Rework 注意事项

第 6 章制程ESD / EOS 防护技术

第 7 章 IC故障分析 ( Failure Analysis )

第 8 章 RMA退货处理及更换良品之注意事项 


第 1章 IC 元件外形及重要尺寸规格

1-1. IC 元件外形简介 (IC Devices Introduction) :


Surface Mounted Package



    

1-2. 208P QFP 重要尺寸规格介绍   ( Mechanical Specifications) :



1-3. 476P BGA 重要尺寸规格介绍

                                       (Mechanical Specifications) :

The Important Specifications for BGA  : 

1. Solder Ball Co-planarity : USL = 5.5 mils

2. True ball position error : USL = +6.0mils,   

    LSL = -6.0 mils 

3. Ball diameter : USL = 35 mils, 

    LSL = 24 mils

4. Package warpage : USL =3.5 mils

5. Solder Ball Height : USL = 28 mils, 

    LSL = 19 mils.  


<Note> (1) USL : Upper Spec. Limit.

              (2) LSL : Lower Spec. Limit.

              (3) 1mil = 0.0254mm.


1-4. The Structure of Solder Sphere to Substrate : 

1-5. Transformation of BGA Solder Sphere in Reflow :


第 2 章 IC包装及IC储存管制
2-1. IC真空密封包装储存期限:(注意密封日期)
      ★MSL Level 4
      ★12 months at <40ºC and <90% Relative Humidity (RH).
2-2. IC包装拆封后,SMT组装时限:
      ★ 检查温度指示卡:显示值应 <20% (蓝色), ≥30% (粉红色)表示已吸湿气。
      ★ 拆封后,IC元件须在72小时内完成 SMT 焊接程序。
      ★  工厂环境管制:23 ºC±5ºC,40% ~ 60% RH。
      ★  BGA 吸湿曲线 (Absorption Curve for BGA Devices) :

      

      ★  BGA 吸湿曲线 (Absorption Curve for BGA Devices) :


2-3. 拆封后IC元件未在72小时内使用完时:

  ★ IC元件须重新烘烤,以去除 IC 吸湿问题。

  ★ 烘烤条件:125 ºC±5ºC, 至少12小时 。

  ★ 烘烤后,放入适量干燥剂再密封包装。

  ★ BGA 35*35 & 27*27 之去湿曲线( Desorption Curve) :


 2-4. 已焊上MB上之IC元件,重工与分析前注意事项:

  ★ MB上之I.C元件须重新烘烤,以去除IC元件吸湿问题。

  ★ 烘烤温度条件 : 100℃,至少12小时

  ★烘烤后,需于 4 小时内完成重工植球及重新上板验证之作业。

  ★重工后IC之储存与使用,请参照 2-3 事项。

 2-5. 由于结构差异, BGA 吸湿气问题 较 QFP IC明显:

  ★ 拆封后,BGA IC元件应避免在>60%RH环境存放,以避免BGA本体(黑色胶柄部分)吸湿及锡球表面产生氧化问题,影响SMT焊接作业。


2-6. 包装警示标签(Caution Label) & 中文翻译:


关于QFP / BGA I.C 储存及使用管制应注意事项如下 :

(请参照VIA I.C 真空包装袋上标签,

符合EIA JEDEC Standard JESD22-A112,LEVEL 4 )

 1. I.C 真空密封包装之储存期限:

  1-1.请注意每盒真空包装密封日期。

  1-2.保存期限 : 12 个月,储存环境条件: 在温度 <28 ℃, 相对湿度 :  <90% R.H。

  1-3.库存管制 : 以”先进先出”为原则。


2. I.C包装拆封后,SMT 组装之时限 :

    2-1.检查湿度卡 : 显示值应小于20% ( 蓝色 ), 如  ≧ 30% ( 粉红色 )表示 I.C 已吸湿气。

    2-2. 工厂环境温湿度管制: ≦ 30℃ , ≦ 60% R. H。

    2-3. 拆封后,I.C元件须在 72小时内完成 SMT 焊接程序。

 

3. 拆封后 I.C元件,如未在72小时内使用完时 :

    3-1. I.C元件须重新烘烤,以去除I.C元件吸湿问题

    3-2. 烘烤温度条件 : 125℃ ± 5℃ , 至少12 小时。

    3-3. 烘烤后,放入适量干燥剂(10~30g)再密封包装。

 

4. MB上之IC元件,Rework 重工前注意事项:

    4-1. MB上之I.C元件须重新烘烤,以去除I.C元件吸湿问题

    4-2. 烘烤温度条件 : 100℃, 至少12 小时。

    4-3. 烘烤后,需于4小时内完成重工Rework及重新上板作业。

    4-4. 重工后IC之储存与使用,请参照1 ~ 3 事项。

 

5.请贵公司将上述 IC 材料储存及使用管制应注意事项,列入内部的仓储管理与  SMT 制程作业管制等作业规范内及确实执行.  谢谢 !!


第 3 章 SMT组装及PCBA测试要求

3-1. SMT REFLOW PROCESS / 流焊制造程序:

3-2. 钢板(Stencil) 种类与比较:

3-3. SMT 钢板: 厚度及开孔尺寸设计及使用要领
   (1)开孔尺寸: 
      ★一般I.C钢板开口要比PCB pad小10μm,如此可避免因锡膏偏离锡垫              (Pad) 0.2mm 就会形成锡球之不良现象。
   (2)理想钢板孔内质量:
      ★ 没有undercut : undercut 在印刷时会阻抗锡膏前进,使印下去锡膏
          的形状不清晰,印刷图案不完整,同时亦减少锡膏量。
      ★ 孔壁平滑。
      ★ 前中 后宽度相同。
   (3)印刷锡膏厚度: 每2小时检查1次(防止厚度不均,控制误差在10 %之内).
   (4)钢板清洁保养: 在每班/日使用前清洁保养,防止钢板污染及塞孔及变形问题(如钢网清洗机清洗后,再以IPA擦拭钢板,等钢网吹干后再行印刷)。
   (5)钢板工作寿命: 约印刷基板8万~ 10万片。
3-4. 钢板印刷的制程参数有:

           (以厚度0.15mm,208pin pitch 0.5mm之钢板为例)
★ 刮刀压力: 愈小愈好 (0.05 mpa)
★ 印刷速度: 15 ~ 30mm/sec , 愈细线路要愈慢
★ 印刷间隙/角度: 基板与印刷底板间距0.4 ~ 0.8mm 
★ 锡膏 (Solder Paste)
★ 温度 (Temperature):环境温度18 ~ 24℃,湿度40 ~ 50%RH
★ 常见印刷不良情形:
      (1) 印刷毛边:刮刀压力太大之结果。
      (2) 印刷不完整:刮刀不利之结果。
★ 放置印刷机台之锡膏量,每次控制最好印10片,因为锡膏多,溶剂容易挥发,吸水及氧化,对回焊之质量不好。
     印锡膏每片之间不要超过10分钟,印刷之后,不要放置超过1小时。印刷10次就要擦拭钢板1次,可保持下次印锡膏之形状及下锡量。

3-5. SMT 组装过程注意事项:

    3-5-1. 各IC元件脚位尺寸及容许误差设定输入正确。


3-5-2. 锡膏种类与特性检查:


 (3) 锡膏特性检查项目:FLUX成分含量, 以及 颗粒大小与 黏度检查。

(4) 锡膏管理:需保存2 ~ 8℃冷藏下,印刷锡膏过程在18℃~24 ℃, 40% ~ 50%RH环境作业最好,不可有冷风或热风直接对着吹,温度超过26.6℃,会影响锡膏性能。存货储存时间不超过3 个月,锡膏使用前搅拌3~5分钟。

 (5)良好锡膏之焊锡性对锡球要求:

         ★ 愈圆愈好。(对锡球滚动较有帮助)

         ★ 愈小愈均匀愈好。

         ★ 氧化层愈薄愈好。(所需要之FLUX活性就不需太强)

 (6)锡膏使用前的准备:回温。在锡膏回温到室温前切勿拆开容器或搅拌锡膏。  一般回温时间约为 4~8小时(以自然回温方式) 。如未回温完全就使用,锡膏会冷凝空气中的水气,造成slump, spatter等问题。

  (7)锡膏使用时间不超过8小时,回收,隔夜之锡膏最好不要用。


(6) Solder Alloy Chart:63/37

 (7) Solder Alloy Curve :


3-5-3. PC板翘曲度:规格要求及严格进料检查(可避免QFP/BGA空焊).

    ★ PCB翘曲规格:不超过PCB对角线长度之0.7% (IPC-TM-650)。

    ★ PCB 厂商针对不平或变形的PCB,会集中收集统一热压平后归还。

    ★ PCB板翘通常与PCB制程较无关系,而与Layout 与 密度关系较大,例如 Pad (铜)与PCB Epoxy 热膨胀系数不同,受热后散热速度亦不同,若Layout 与密度不平均则易造成PCB翘曲。               

    ★ 若PCB 吸水率超过0.3%,且无烘干,则会有脱层 (Delamination)之不良。(正常PCB吸水率应在0.1%以下)

  ★ PCB烘烤温度:(SMT前, PC板的重烤温度,120℃, 2 hrs) ,一般PCB厂出货前PCB烘烤规格:

     (a) 步骤:25℃升温至130℃(约40分钟)  →130℃并以重物热压烘烤 2小时 →降温25℃(约40分钟后取出) →真空热缩袋包装出货

     (b)包装时亦可加放干燥剂。(选择性)

    ★ PCB上BGA/QFP IC位置设计:应避免设计在PCB对角线上。

(A) 定义(按IPC-T-50D) :

     (a) 板弯 (Bow or Warp):当正方形或长方形板子,其平坦性已发生变                 形,而略成圆柱形 或球曲形但其四角落仍能维持在同一平面上。

      (b) 板扭(Twist):当方形板子,在平行于角对角线的方向上发生变形,其

            中已有一角未能落在其他三个板角所构成的平面上。

(B) 板弯检验法:

     将样板的凸面(Covex)朝上平放在大理石平台的基准面上(Datum Surface),在板子各边缘的两端板角处,稍加用力压在平台上,以数字式高度规(Dial Indicator),测出板面隆起的最高数值 R1,重复上述之规定,直到四边都逐一检测完毕,再量出板厚R2,(注意R1 与R2两值都要在底材的表面量取),而后再用力压此板子在平台上,并测出边长L,带入下式求出板弯的百分比,并记录四个数值中之最大值为该板子的板弯数据。

Percent Bow = (R1-R2) /L*100%


3-5-4. REFLOW Profile (Alloy Sn63 Pb37) : For BGA chipset

63/37 RSS Profile

(2) 回焊区(Reflow) :

影响:

★回焊区若加热温度不足,则由于无法确保充足的熔融焊锡与 Pad 的接触时间,很难获得良好的焊接状态,同时由于熔融焊锡内部的助焊剂成份和气体无法被排出,因而发生空洞 (Void) 与冷焊(Cold soldering)。

★回焊区的Peak Temp. 温度太高或183℃以上时间拉的太长,则该熔解的焊锡将被再氧化而导致接合程度降低等缺陷产生。

 (3) 冷却区(Cooling) :

影响:

★ 焊接部位的冷却不可缓慢,否则因元件与基板热容量有别,将引起温度分布不均,焊锡凝固时间的差异将导致元件位置挪移,热膨胀率的差异也将使基板弯曲,进而有局部应力集中,使该部位的接合度的减低。

★ 若冷却速度太慢,也会引起焊锡组织之粗大化,因而导致接合温度的减低。

★  Main Board : PCB Tg=125 ℃, BGA Substrate Tg=175 ℃

 3-5-6. REFLOW 量测方法:  

 Thermocouple can be attached to top surface, edge substrate and   

middle ball of BGA package. 


3-5-7. REFLOW 回焊温度曲线规格及管制:

   ★ 须依各机种产品PC板大小及零件密度考量。

   ★ SMT 焊接良率决定于元件可焊性(15%) , 回焊炉(30%) , PCB & Layout        (15%), 锡膏&印刷 (25%) , 钢板设计 (15 %)。

   ★ 注意 QFP / BGA REFLOW 温度需求之差异。

   ★ 定期性REFLOW 温度实测及持续检讨焊点不良率。

   ★ FR-4PC板表面温度应控制<216℃避免PC板高温产生弯翘,造成零件

     脚空焊。

3-5-8. Conveyor Speed / Angle 设定条件值,每日管制。


3.6 AOI 光学检查要求: (参考资料:Teradyne,Optima 7300)


3.6.1 AOI 是什么 ?

* Automated Optical lnspection 

自动光学检查机

* 一般区分为 :

 ↓  CCD CAMERA SCAN 

     COLOR CCD CAMERA 

     B/W CCD CAMERA

     LINE SCAN 

 ↓  LASER SCAN


3.6.2 AOI 可以做什么 ? 

* 外观检查

 –  PCB 制造业               

 –  电子加工业

 –  半导体产业

 –   汽车灯泡内壳

 –   零组件生产

 –   其他


3.6.3 AOI 的特性

 快速稳定的检查能力

 高精度的定位

 高密度

 高重现度

 高信赖度

 质量的确保


3.6.4 AOI 检查理论方法

EMPLATE

模板比对,先以GOOD/NG样本作采样,以决定检查时之取样临界值

PATTERN MATCH

采用影像比对模式,事先区分GOOD/NG之检测影像,于检测时作比较

STATISTICAL PATTERN MATCH

输入的资料较Pattern Match多,并作分类以作为统计样本,当影像资料可在样本中找到时,则自动作该影像临界值的比较,其比较系采相似度做法

KNOWLEDGE BASED

系采取被检查物件之特征作为检测依据,需Good/NG样本做学习判断

NEURAL

类神经模糊比对法则,系撷取被检查物件之特征作为检测判断依据


3.6.5 AOI应用于SMT回焊后-元件检查

元件类型 (SMD)


矩形芯片 (0402mm、0201mm或更大的元件)

圆柱状芯片

钽质电容器

铝制电解电容器

线圈

晶体管

电阻、电容器阵列

QFP, SOIC (间距为0.3mm或更大)

连接器

异型零件

零件装着方向:0°, 90°, 187°, 270°


3.6.6 AOI应用于SMT回焊后-缺陷检查

缺件:不因基板式样而受影响

偏移:不因基板式样而受影响

极反:有两极记号的元件

墓碑效应

电极破裂

反白:顶端和底部有差异的元件

错件:有可辨认字元的元件

锡少:其范围是可程控的

引脚浮起:其范围是可程控的

锡桥:可检视细小的桥接

空焊

銲量过多:其范围是可程控的


3.6.7 AOI and Electrical Test Are Best Used Together


Table 1 : Trends in mounting technology 

Functions necessary to ensure mounting quality

3-7.  PCBA 测试要求:

   ★ ICT 测针接触要求:主要因焊点上布有妨害之物质造成接触电阻升高,故测针导通 不良。而FLUX残渣为最常见之绝缘物质。

   ★ BGA IC功能测试及检修要求:为提高 BGA检修速度,在 PCB设计时,须考虑在BGA脚位拉出线路上设计裸露测试点 ( PAD)。  


Case 1 :  QFP lead & lead or BGA 引脚与引脚间短路 :   

   

 原因                                           对策

 1. 锡膏量太多 (≧ 1mg/mm)       ★使用较薄的钢板 (150μm)

                                               ★开孔缩小(85% pad)

 2. 印刷不精确                           ★将钢板调准一些

 3. 锡膏塌陷                              ★修正 Reflow Profile 曲线

 4. 刮刀压力太高                        ★降低刮刀压力

 5. 钢板和电路板间隙太大           ★使用较薄的防焊膜

 6. 焊垫设计不当                        ★同样的线路和间距


Case 2 :  有脚的SMD 零件空焊:

   原因                                  对策

1. 零件脚或锡球不平            ★检查零件脚或锡球之平面度

2. 锡膏量太少                      ★增加钢板厚度和使用较小的开孔

3. 灯蕊效应                          ★锡膏先经烘烤作业

4. 零件脚不吃锡                   ★零件必须符合吃锡之需求 


Case 3 :  无脚的SMD 零件空焊:    

原因                                   对策

1. 銲垫设计不当                ★将锡垫以防焊膜分隔开,尺寸适切

2. 两端受热不均                ★同零件的锡垫尺寸都要相同

3. 锡膏量太少                    ★增加锡膏量

4. 零件吃锡性不佳            ★零件必须符合吃锡之需求 


Case 4 :  SMD 零件浮动(漂移):  


原因                                    对策

1. 零件两端受热不均                  ★锡垫分隔

2. 零件一端吃锡性不佳              ★使用吃锡性较佳的零件

3. Reflow 方式                          ★在Reflow 前先预热到170℃


Case 5 :  墓碑 ( Tombstone) 效应:   


原因                                       对策

1. 銲垫设计不当                     ★銲垫设计最佳化

2. 零件两端吃锡性不同           ★较佳的零件吃锡性

3. 零件两端受热不均               ★减缓温度曲线升温速率

4. 温度曲线加热太快               ★在Reflow 前先预热到170℃


Case 6 :  冷焊 ( Cold solder joints) :    

<注> 

冷焊是焊点未形成合金属层( Intermetallic Layer) 或是焊接物连接点阻抗较高,焊接物间的剥离强度( Peel Strength ) 太低,所以容易将零件脚由锡垫拉起。


原因                                     对策

1. Reflow  温度太低            ★最低Reflow 温度215℃

2. Reflow  时间太短            ★锡膏在熔锡温度以上至少10秒

3. Pin  吃锡性问题              ★查验 Pin 吃锡性

4. Pad 吃锡性问题              ★查验 Pad 吃锡性


Case 7 :  粒焊 (Granular solder joints) :  葡萄球


原因                                对策

1. Reflow  温度太低        ★较高的Reflow 温度(≧215℃)

2. Reflow  时间太短        ★较长的Reflow 时间(>183℃以上至少10秒          

3. 锡膏污染                     ★新的新鲜锡膏

4. PCB 或零件污染


Case 8 :  零件微裂(Cracks in components) :    


原因                                       对策

1. 热冲击(Thermal Shock)     ★自然冷却,较小和较薄的零件

2. PCB板翘产生的应力           ★避免PCB弯折,敏感零件的方     

    零件置放产生的应力            向性,降低置放压力

3. PCB Lay-out设计不当        ★个别的焊垫,零件长轴与折板方向平行

4. 锡膏量                               ★增加锡膏量,适当的锡垫


第 5 章 BGA Rework 注意事项

5-1. BGA包装产品拆封后,常见的储存及掌控时间72小时是最大值(假如环境湿度@60%RH)。拆封后超过72小时尚未使用完的IC元件,必须再烘烤125ºC, 12小时后,才可使用或密封包装储存。


5-2. BGA 并非全密封式包装,它的结构容易在储存阶段吸入湿气,若后在熔焊炉内迅速加热,封装体内的湿气被蒸发而产生应力,造成封装体裂开(即为“爆米花效应” Popcorn及“脱层效应”Delamination” effect)。


5-3. SAT (Scanner Acoustic Tomography)  for BGA :


5-4. Summary of transmission X-Ray diagnostic capability


5-5.当BGA需要做整修 (Rework)救回程序:

5-5-1. 从主机板上移除BGA元件时:

             主机板须先经烘烤100 ºC,12小时后,才可执行移除 BGA。

            (而烘烤目的主要是消除BGA结构内湿气存在,防止Popcorn问题)

5-5-2. BGA拆下后,进行BGA重新植球程序:

         利用清洁剂或酒精清除焊垫杂质、氧化物→焊垫涂上助焊剂(膏)

            →重新植球→ Reflow →BGA植球完成。

5-5-3. BGA重新置放回主机板程序:

             主机板BGA焊垫清理→钢板对位,上锡膏→真空吸盘吸取BGA

             →影像对位(对准焊垫)→BGA置放→将热风罩罩住BGA → 进行

             Reflow →完成流焊。


5-6. Reflow Profile

        在Reflow Process 一般系以四段温度区 Profile控制:

        5-6-1. 预热区 ( Preheat Zone )

        5-6-2. 熔锡区 ( Soak Zone )

        5-6-3. 回焊区 ( Reflow Zone )

        5-6-4. 冷却区 ( Cooling Zone )

       ※针对BGA Chip采密闭式加温,温度可控制于 3 ºC,不影响邻近零件。

       ※Reflow process :  利用视窗操作软件,可全程监控温度曲线图。


5-7. BGA (Rework)救回程序流程图: 


5-8. VT8633 Ball-Out Definition :

第 6 章制程ESD / EOS 防护技术

6-1. EOS : 电压过应力 (Electrical Over Stress)

       ESD :  静电放电    (Electrostatic Discharge)

6-2. EOS / ESD 简介:

6-2-1.电压过应力(EOS)和静电放电(ESD)是造成金属氧化物半导体(CMOS)最普通的故障模式。

6-2-2.根据 VIA 2001年RMA 分析,所有电子系统故障的9% 是因EOS和ESD引起。

6-2-3.市场不良分析报告显示EOS和ESD所导致的不良占前三位 ( IC Product)。


6-2-4.由于IC外形,线宽等设计越来越薄,细,使IC更易受EOS及ESD的破坏。

6-2-5. ESD会引起潜在的不良(如短路造成漏电流>100µA )而无法在工厂制程上发现,但在市场上却出现毁灭性的不良。 


6-2-6.何谓EOS及种类

          EOS : Electrical Over Stress

                 来源广,时间较长。

                系统瞬时脉波 (STP)

                闪电 (LIGHTNING)

                静电放电 (ESD)

                电磁脉波 (EMP) 


在高电流和短时间时,热无法快速流过氧化物 (SiO2),故金属化合物熔化。

在长脉波宽度和低电力时,热有足够的时间流过氧化物,终致熔化电线。

6-3. EOS的起因:

6-3-1. 不正确的工作程序

          a. 无标准工作程序 ( SOP)。

           b. 零件方向(极性)错误。

           c. 开机时,装置移 离零件。

           d. 基板装配品,系统未完全连结就供电。 

6-3-2. 无EOS管制设备,特别是在『噪声』生产环境 :

           故应具备 a. 电源稳压器 & b. 电源滤波器

 ※ 在多台高电力设备同时运作下,交流电源线最易产生瞬时火花。  

6-3-3. 不适当地测试零件或基板

         a. 快速切换开关。

        b. 不正确的测试程序,如IC未加电压之前便输入信号。

        c. 电压力测试设计不当,致预烧(Burn-In)对敏感零件产生过应力。

6-3-4. 使用不好的电源供应器

         a. 特别是转换式电源供应器,如设计不当会成为噪声产生源。

        b. 无过电压(over  voltage)保护线路。

        c. 电源滤波不足。

        d. 瞬时抑制不足。

        e. 保险丝选择不当,未能提供适当的保护。

6-3-5. 无适当的设备保养和电源监测

       a. 设备未接地 (注意:如 SMT/CLEANING/ICT/锡炉/拆焊机/电烙铁设备…. )。

        b. 接点松动引起断续事故。

        c. 电源线管理不当或未注意防止线材绝缘不良,造成漏电。

        d. 未监测交流电源的瞬时电压或噪声。

         e. 供给产品测试用的电源供应器电压输出功能无适当之校验机制。


6-3-6. EOS 不良品分析图片:


6-4. EOS的预防

6-4-1. 建立和装置适当的工作程序。

6-4-2. 定期地执行交流电源的监测,必要时装置EOS管制设备(如滤波线路,瞬时抑制线路),及电源设备校验。  

6-4-3. 确保适当的测试IC、基板等。

    a. 审查测试计划,是否有快速切换开关,不正确的测试程序。

    b. 从零件供应商取得最安全的定额率,以确保它们完全不会被过度驱动。

    c. 确保适当地设计可靠度应力测试,特别是 Burn-In。

    d. 确认排除/降低大于200 mv的噪声。

    e. 用突波吸收器(surge absorber)来箝制电压火花。

6-4-4. 用好的电源供应器(SPS)

     a. 过电压防护 (注意→+5V输出:应在5.7~6.7V保护)。

     b. 适当的散热能力。

     c. 在重要位置要使用保险丝。     

6-4-5. 工厂须维持严密的设备/治具/转接卡(金手指)

   保养制度,并每日点检 :

      a. 设备各部份皆适当地接地。

      b. 无松动连接。

      c.  输出功能正常。(注意:电源供应器建议每6个月校验1次)  

      d. 设备漏电检查 (注意:高电力设备如锡炉, 清洗机,拆焊机, 电烙铁….. )。检查设备金属外壳对电源接地端是否< 0.3 Vac ?

      e. 转接卡接触点(金手指)检查是否有近似短路之情形。


6-4-6. EOS 稽核查检表 (范例)

        A. 稽核员 :

        B. 站别 :

        C. 稽核日期 :      年      月      日

        D. 稽核时间 :      时      分

        E. 确认者 :

-1 基板装配 :                          是         否

        a.  产品是否装在正确的位置?        -----         -----

        b.  产品是否在加电压前便适当地装进插座?        -----         -----

        c.  产品未在加电压时装入或移开?  -----         -----

        d. 电烙铁, 锡炉, 拆焊机, 清洗机设备漏电检查正常?  (< 0.3Vac) -----         ----- 

           备注: 

   -2 交流电源 :                                是       否

         a. 很多高电力机器共享一电源,可能会产生突波, 瞬时?    -----       -----

         b. 现有设备易受电压火花或瞬时影响?  -----       -----

         c. 经常发生电压跳动?                     -----       -----

         d. 任何电源开关, 插座无松动连接?       -----       -----

         备注:                 

-3 系统环境 :                               是        否

          a. 是否装置过电压保护线路?        -----        -----

          b. 保险丝的定额值正确吗?           -----        -----

          c. 噪声程度是否大于200 mv ?     -----        ----- 

      备注:

 -4 电性测试 :                               是        否

          a. 加电压的顺序正确吗?       -----        -----

          b. 现有测试程序中, 是否有快速切换开关?  -----        ----- 

          c. 测试参数是否超过规格界限 值?    -----        ----- 

          d. 转接卡, 存储器卡接触点 (金手指)无近似短路之情形?    -----        -----

      备注:


6-5. ESD 的起因:

      6-5-1. 不适当描述零件对ESD的敏感度。

静电可能产生的电位

6-5-2. ESD保护线路不适当。

      6-5-3. ESD管制不足。  

         a. 作业员未戴抗静电环(接地腕带)接触IC。

         b. 缺乏对所用材料的防静电管制。  

         c. 工作站未接地。

         d. 自动化系统的设计不当,致引起充电装置模式失效,

             Ex : ICT, ATE, SMT……→ Chip Set 不良高。

          e. 湿度低 (<30% RH, 如在寒冷干燥环境)。

      6-5-4. 缺乏ESD警觉意识和训练。

                (可依JESD625-A及IPC-A-610标准规范教育训练)


6-5-5. ESD 不良品分析图片:

SEM photo showing holes at the silicon to field oxide interface in the drain diffusion of an FOD protection device


SEM photo of an nMOS transistor in an output buffer showing damage at the drain/gate diffusion edge.


SEM photo of drain/gate diffusion edge damage


SEM photo of silicon melting due to current filamentation in a nMOS output transistor


SEM photo of damage due to a polycrystalline filament in a trick oxide device.


SEM photo of a contact hole in the drain diffusion of an output transistor showing contact spiking.


6-6. 降低静电电压的来源

       6-6-1. 人 (注意:人体感染静电可能超过 3000V)。

           a. 戴抗静电环(接地腕带) 

              (注:静电放电时,约在1µs ~1ns时间内电荷消失)。

           b. 或穿导电衣、鞋。(表面阻抗在10E5 ~ 10E9 欧姆)    

        6-6-2. 广泛使用抗静电或导电的直接材料和间接材料。

         6-6-3. 建立静电安全工作站、区。

         6-6-4. 确保设备不会产生200V以上的静电电压。

         6-6-5. 工厂环境维持相对湿度在40%RH ~ 60% RH。

         6-6-6. 使用空气游离器(Air Ionizers),使静电压衰减至  < ± 35v。


汇整静电放电保护设备的规格


 6-7. 执行持久性的训练和改善

         6-7-1. 确保工作人员的警觉意识和训练。

         6-7-2. 确保有效执行ESD防护及每日/周/季/半年点检。

         6-7-3. 不断改善ESD管理和易受ESD影响的零件。


6-7-4. ESD 防护定期检查事项(根据 JESD625-A, page 9)


第 7 章 IC故障分析 ( Failure Analysis )

7-1. 为了得到真正的不良原因,需做失效分析。

7-2. 某些明显的特征可用来区别 EOS 或 ESD不良。

7-3. 大部份的 EOS不良都是很明显的接合线开路、燃烧痕迹。

7-4. ESD不良是很细小的,不易找出。

7-5. 因应IC制程技术不断创新,相对地 F.A技术亦须提高。

7-6.The analysis flow of return samples is as follows : 

附录 : VLSI制程测定评估项目和量测法



第8章  RMA退货处理、更换良品之注意事项()案例


Notices for handling RMA goods and replacement criteria

1. Purpose 目的:

 Illustrate the RMA analysis and exchange criteria of VIA's QA department. 

  说明 VIA's QA 部门针对客户RMA退货的分析、换货处理原则。

2. Notices for handling 处理注意事项:

2-1. 

Please RMA dep. of customers sort VIA's IC according to top   marking of IC, by product name and revision code, before returning the ICs. Also please do not return the IC with date code  that's over one year, because the IC was shipped from VIA for a  long time, it must pass the final test of customer, no longer under  VIA's warranty.

 请客户RMA单位依据的IC 正印资料予以分类,但是生产周期(Date Code)超过现在 18个月者,由于该类材料由XX出货已久,客户应已经过完整的测试程序出货给市场客户,多为市场客户使用不良的维修换下,因此已不在VIA质量保证的范围(Out of  Warranty)。


2-2."Popcorn" failure or serious open/short failure (short failure of 

   VCC-GND or over two failed pins with O/S failure) that are caused     abnormal operation or improper storage condition during customer's process/rework, VIA will not exchange new parts.

    因客户制程/维修过程中的加工操作不当或储存及使用条件因素,造成 IC 外观变形或爆板(popcorn),或者严重open/short不良者(超过两个 pin 以上的 open/short failure 或 VCC-GND 短路),所以也不在VIA质量保证的范围,不予换货。


2-3.According to WQ-27 「RMA test & analysis working instruction」,     VIA's QA has to record lot No. and date code of top marking, then proceed sampling test. If the GOOD DEVICE RATE is greater than 20%, the good parts must be returned due to customers' improper process control and udgment, VIA will NOT exchange all RMA Q’ty but the exact failure rate of devices.  

             <Note> VIA will bring or send the sampled good devices back to ustomer in order to do further verification.

             客户退货品,VIA QA 部门将依据「RMA 测试分析工作指导书(WQ-27)」登记所有退回材料的正印批号和date code,并执行抽样分析,如果RMA 良品率超过20%,应为客户本身的制程因素造成不良,客户(维修单位)误判为 VIA 的 IC 质量问题,而将 IC 拆下,退回 VIA,将依照实际不良的比率更换,不再以100% 全数更换。               

(注:抽测分析过之良品,将展示或寄回给客户参考验证)


2-4. Please customer mark failure symptom or failure code on the surface of returned IC by pencil or label, and please also provide failure code list to VIA,in order to shorten the timing for Classifying problem, test, analysis and replacement.

客户退回之RMA IC,请在IC表面用铅笔或标签确实注明不良现象或代号,并 附上代号表,以缩短QA部门问题分类、分析、测试、统计及换货的处理时间。


2-5. Please customer place IC with same model (VT82XXXXXX) and revision code CD or CE that's behind Date code) in same proper tray. Also please strap 10 trays plus 1 empty tray together. Please DO NOT mix different model or revision code in one tray, VIA‘s warehouse will inconveniently calculate the exact return Q’ty. VIA will feedback to customer if there is over 1% mixture rate. In order not to affect the replacement schedule, please customer pay more attention to classify the RMA IC.

请客户RMA单位依据 IC 正印资料予以分类,将相同之 IC 型号 VT82XXXXXX)与 IC 版本(Date Code 以后 CD or CE 等等)集中放置于合适的 Tray 盘中,并以 10 盘加一空盘为一把。请勿将不同型号与Date Code 版本 IC混在同一Tray盘与同一把Tray 盘中退回至VIA,造成我们仓管对IC数量统计整理之不便。若经仓管反应客户退回品有1%以上的混料情形,VIA将立即反应至客户端,避免影响换货时间,请客户配合注意整理材料。


2-6. Please customer support to return RMA IC once every 30 ~ 45 days, in order to speed up the RMA operation timing.

 请客户RMA单位协助每隔30 ~ 45天退RMA不良品一次,如此可避免RMA不良品之分析与良品交换处理之不便,并加快处理之作业时间。


2-7. If customer wants to exchange newly good devices (vacuum packing is  unsealed,but the IC are not used), please customer must return these IC with original package. If the strapping of trays is released, please customer support to tighten the trays by rubber band or strap, DO NOT use adhesive tape, in order to keep pollution away from the trays and ICs.

若有客户良品(真空包装袋已拆封而尚未使用IC)退回换货情况时,请客户务必以原包装退回;若Tray盘的束带已经拆开,严禁使用 胶带 (Tape) 束紧与固定Tray盘,此举容易造成Tray盘与IC之脏污,请客户RMA单位协助以粗橡皮筋或打带专用之束带来固定Tray盘。


*  Please customers support to carry out. Hope customers may cherish all useful ICs and avoid unnecessary failure cost.   

以上注意事项 , 希望客户能确实爱护可利用的资源 , 降低不必要的失败成本。


完结——以下无正文

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