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1、Foxconn Foxconn TechnologyTechnology Group GroupSMT Technology Development CommitteeSMT Technology Development CommitteeSMT Technology CenterSMT Technology CenterSMT SMT 技術中心技術中心技術中心技術中心目目 錄錄1 1、背背景目的景目的2 2、BGABGA和和LGALGA的的VoidVoid發生的原因。發生的原因。3 3、ReflowReflow中的中的VoidVoid形成過程。形成過程。4 4、VoidVoid抑制方法的檢驗
2、。抑制方法的檢驗。4-14-1、Reflow ProfileReflow Profile和和VoidVoid的研究的研究 ;4-24-2、LGALGA的的Solder PasteSolder Paste和和VoidVoid的關系的關系;4-34-3、LGA Solder PasteLGA Solder Paste印刷和印刷和VoidVoid的關系。的關系。5 5、LGA LGA 的的VoidVoid不良零技朮。不良零技朮。6 6、BGABGA變形的原理（參考）。變形的原理（參考）。背景目的背景目的 1-11-1背景：背景：隨著實隨著實裝的高密度化的推進，元件特別是裝的高密度化的推進，元件特別是
3、ICIC、端子等電、端子等電 極的構造變化顯著。極的構造變化顯著。根據電極的變化，以前的焊接技朮已經不能正確的焊接根據電極的變化，以前的焊接技朮已經不能正確的焊接 元元件了，其中最有代表性的是采用件了，其中最有代表性的是采用LGALGA、BGABGA的的ICIC工廠。工廠。LGALGA、BGABGA等等CHIPCHIP元件由開放型焊接向密閉型焊接變化。元件由開放型焊接向密閉型焊接變化。LGALGA、BGA-ICBGA-IC最大的問題是在接合部發生的最大的問題是在接合部發生的“Void”Void”。背景目的背景目的 1-21-2目的：目的：1 1、)LGALGA、BGA-ICBGA-IC不產生不
4、產生VoidVoid焊接技朮成為實用化。焊接技朮成為實用化。2 2、)能夠在高密度實裝基板、大型主板上沒有能夠在高密度實裝基板、大型主板上沒有VoidVoid 進行實裝，提高接合的可靠性。進行實裝，提高接合的可靠性。LGA和和BGA的的VOID發生原因發生原因 。為。為防止防止LGALGA、BGABGA的的voidvoid發生，解開發生，解開voidvoid發生的原理相當重要。發生的原理相當重要。為為防止防止LGALGA、BGABGA的的voidvoid發生是受錫膏的熔融的變化影響的。發生是受錫膏的熔融的變化影響的。解開這些變化過程，就可以提出。解開這些變化過程，就可以提出voidvoid的對
5、策。的對策。發生發生原理：原理：1、因為焊錫表面張力，焊錫向中心部集中。、因為焊錫表面張力，焊錫向中心部集中。2、因為表面張力、因為表面張力void密閉密閉 3、要排除、要排除void抑制焊錫表面張力是很必要的。抑制焊錫表面張力是很必要的。浸潤性變慢浸潤性變慢1、焊錫向母材的浸潤方向流動。、焊錫向母材的浸潤方向流動。2、因為這種流動使、因為這種流動使void密閉。密閉。3、要排除、要排除void，提高浸潤性很重要。，提高浸潤性很重要。加速浸潤性加速浸潤性LGA和和BGA的的VOID發生原因發生原因膏體溶解的過程膏體溶解的過程三三維維的的VoidVoid容易排出容易排出二維二維的的VoidVoi
6、d不容易排出不容易排出REFLOWREFLOW后的后的后的后的Stand offStand off高度、焊錫量高度、焊錫量高度、焊錫量高度、焊錫量0.5mmPitch CSPVoid:0.3mmDiaPaste:110umm0.65mmPitch CSPPaste:130umm模擬模擬模擬模擬回流爐回流爐回流爐回流爐中中中中LGA Solder PastLGA Solder PastLGA Solder PastLGA Solder Past的變化的變化的變化的變化void改良改良品品殘殘渣渣的流動性高的流動性高焊錫融化后助焊劑處于活動狀態焊錫融化后助焊劑處于活動狀態殘殘渣的流動性小于渣的流動
7、性小于K2-VK2-V錫膏錫膏焊錫融化后助焊劑處于穩定狀態焊錫融化后助焊劑處于穩定狀態為了為了為了為了解開實際的解開實際的解開實際的解開實際的L LGAGA、BGABGA的焊接有必要做模擬。的焊接有必要做模擬。的焊接有必要做模擬。的焊接有必要做模擬。目前目前LGALGA內內voidvoid的的發生過程發生過程初期初期融化階段發生細小的融化階段發生細小的-隨著時間變化膨脹隨著時間變化膨脹.變大變大在一定程度上在一定程度上也會有較大的發生（從基材噴出）也會有較大的發生（從基材噴出）一般一般認為延長溶解時間是不好的對策。認為延長溶解時間是不好的對策。VoidVoid抑制方法的抑制方法的檢檢驗驗原因原
8、因分析的結果，為了防止分析的結果，為了防止BGABGA、LGALGA發生發生Void,Void,要推進以下工作要推進以下工作 1 1、Reflow Profile Reflow Profile 錫膏助焊劑的設計。錫膏助焊劑的設計。2 2、錫膏印刷、錫膏印刷 3 3、Reflow Profile Reflow Profile 的的3 3項目須同時改善，項目須同時改善，一個一個改善沒有效果。一個一個改善沒有效果。材料材料BGALGA發生原理發生原理因為向母劑的融解性不足及焊錫的流動不足殘留助焊劑因融解速度及表面張力殘留助焊劑和產生的氣體留在焊錫中及其產生的氣體（水分、溶劑、還原成分不能排出對策對策
9、錫膏的融解性及融解速度提高，抑制焊錫融解速度，使助焊劑和產生排出殘留助焊劑及產生的氣體。的氣體在焊錫完全融化前釋放出來Reflow Profile升溫速度：快，Reflow Peak:高，溶解時間：長。升溫速度：慢，Reflow Peak:低，溶解時間：短。印刷量、形狀印刷量、形狀厚薄焊錫合金焊錫合金無鉛（Ag:3.5%Cu:0.5%)，顆粒大無鉛（Ag:3.5%Cu:0.5%)，顆粒小（void顆粒小型化）助焊劑設計助焊劑設計活性劑：多活性劑：少溶劑：極性高沸點低溶劑：極性低沸點高VoidVoid抑制方法的抑制方法的檢檢驗驗LGALGA的的Reflow ProfileReflow Profi
10、le和和voidvoid發生量的檢發生量的檢驗驗Reflow ProfileReflow Profile的的的的voidvoid發生量的檢驗按照發生量的檢驗按照發生量的檢驗按照發生量的檢驗按照下面下面下面下面3 3項記錄條件執行項記錄條件執行項記錄條件執行項記錄條件執行 1 1、公司內一般使用的、公司內一般使用的、公司內一般使用的、公司內一般使用的ProfileProfile 2 2、改善的、改善的、改善的、改善的ProfileProfile 3 3、考慮現在生產的、考慮現在生產的、考慮現在生產的、考慮現在生產的ProfileProfileLGALGA的的Reflow ProfileReflo
11、w Profile和和voidvoid發生量的檢發生量的檢驗驗（無無鉛）鉛）使用使用錫膏：錫膏：MSK:順序順序voidReflow Profile和和void的發生量的檢驗（的發生量的檢驗（2）RP-3RP-3RP-3RP-3的的的的ProfileProfileProfileProfile能夠得到更好的結果能夠得到更好的結果能夠得到更好的結果能夠得到更好的結果REF-1REF-2REF-3REF-2REF-1REF-3LGALGALGALGA的錫膏和的錫膏和的錫膏和的錫膏和voidvoidvoidvoid的發生量的驗証的發生量的驗証的發生量的驗証的發生量的驗証M705-GRN360-K2-V
12、M705-GRN360-K2-VM705-GRN360-K2-VLM705-GRN360-K2-VL焊錫粒度焊錫粒度15-25um15-25um25-45um25-45umFULXFULX活性劑活性劑少少多多溶劑溶劑極性低沸點高極性低沸點高極性高沸點低極性高沸點低做做做做LGALGA的的的的solder pastesolder paste的的的的voidvoid發生量試驗發生量試驗發生量試驗發生量試驗LGALGALGALGA的錫膏和的錫膏和的錫膏和的錫膏和voidvoidvoidvoid的發生量的驗証的發生量的驗証的發生量的驗証的發生量的驗証landvoid使用使用past:1：M705-GR
13、N360-K2-V 2：M705-GRN360-K2-VLMSK厚度：厚度：130um實裝：實裝：0.65mmp C-LGA預熱預熱不足容易發生大的不足容易發生大的v voidoidLGALGA的的solder pastesolder paste和和voidvoid發生量的發生量的驗驗証証結論結論結論結論：v voidoid對策品的對策品的對策品的對策品的VLVL取得良好的結果取得良好的結果取得良好的結果取得良好的結果,比較符合密閉型的焊接，比較符合密閉型的焊接，比較符合密閉型的焊接，比較符合密閉型的焊接，FLUXFLUX的變化穩定。的變化穩定。的變化穩定。的變化穩定。solder paste
14、(solder paste(粒度、粒度、粒度、粒度、FLUXFLUX）的使用重要）的使用重要）的使用重要）的使用重要預熱不足容易發生大的預熱不足容易發生大的voidM705-GRN360-K2-VM705-GRN360-K2-VL LGALGALGALGA的的的的solder pastesolder pastesolder pastesolder paste印刷量和印刷量和印刷量和印刷量和voidvoidvoidvoid的發生量的的發生量的的發生量的的發生量的驗驗驗驗証証証証130um130um150um150um全面印刷全面印刷全面印刷全面印刷缺口印刷缺口印刷缺口印刷缺口印刷130umt13
15、0umt做LGA的solder paste印刷厚130um和150um瓦斯排出和印刷形狀的有無條件。landvoid使用使用past:1：M705-GRN360-K2-V 2：M705-GRN360-K2-VLMSK厚度：厚度：130um實裝：實裝：0.65mmp C-LGALGALGA的的的的solder pastesolder paste印刷量和印刷量和印刷量和印刷量和voidvoid發生的檢証發生的檢証發生的檢証發生的檢証結論結論：因為印刷厚度引起的因為印刷厚度引起的void發生量很少。發生量很少。從從FLUX發生的瓦斯被排出。發生的瓦斯被排出。缺口印刷效果大缺口印刷效果大 要有充足的錫
16、膏印刷量確保能夠排出瓦斯的印刷形狀。要有充足的錫膏印刷量確保能夠排出瓦斯的印刷形狀。150um全面印刷150um缺口印刷BGABGA的的VoidVoid不良零技朮不良零技朮 按照以前的觀念，表面實裝技朮上還不能實現按照以前的觀念，表面實裝技朮上還不能實現VoidVoid為零，為了實現為零，為了實現VoidVoid零不良零不良需要滿足以下條件，在實際生產上要嚴密考慮元件電極和需要滿足以下條件，在實際生產上要嚴密考慮元件電極和PADPAD間錫膏印刷，裝載元間錫膏印刷，裝載元件以及件以及ReflowReflow等條件。等條件。LGALGA、B BGAGA的的的的voidvoid零不良技朮零不良技朮零
17、不良技朮零不良技朮（1）元件電極和基板）元件電極和基板Pad的的Space（容積）。（容積）。根據電極的種類電極根據電極的種類電極size和和pad size不同，要對一個一個元件分不同，要對一個一個元件分 別測量。要注意元件有平面電極和凹面電極。別測量。要注意元件有平面電極和凹面電極。（2）Space（容積）熔融后必要的焊錫量（焊錫容積）的設計（容積）熔融后必要的焊錫量（焊錫容積）的設計 熔融后根據錫膏的種類不同大約是印刷焊錫量的熔融后根據錫膏的種類不同大約是印刷焊錫量的50-60%.（3）確保必要的焊錫量，防止）確保必要的焊錫量，防止void發生，要設計錫膏的印刷厚度和印刷形狀發生，要設計
18、錫膏的印刷厚度和印刷形狀 （鋼网設計）。（鋼网設計）。（4）使用錫膏的選定。）使用錫膏的選定。防止。防止void的發生，焊錫的的發生，焊錫的size、活性劑、溶劑的種類。、活性劑、溶劑的種類。推荐值：焊錫粒子：。推荐值：焊錫粒子：25-45um,活性劑多，溶劑：標准高沸點低。活性劑多，溶劑：標准高沸點低。（5）Reflow Profile的設計。的設計。參考使用錫膏推荐值。參考使用錫膏推荐值。零件零件低面低面P Pad-Viodad-Viod零技朮零技朮熔熔融后錫膏融后錫膏厚度測定厚度測定hLW現現在在 1Pad size 鋼網開口部鋼網開口部112鋼網鋼網0.127 Gas-Remove零件
19、零件低面低面P Pad-Viodad-Viod零技朮零技朮H*L*W*2根Pad:開口部開口部=1:0.8H*L*W-斜線部Pad:開口部開口部=1:0.8鋼網100um鋼鋼網開口部形狀網開口部形狀&尺寸尺寸7090sec150170180 Reflow-ProfileSolder Paste 千千住金屬住金屬 M705-GRM36 -K2VL(Glass)低沸點溶劑低沸點溶劑 Gel 狀活性劑狀活性劑(凝膠體凝膠體)0.44mm0.4mm0.5mm0.2mm0.4mm0.2mm0.4mm部品端面部品端面外側外側内側内側0.2mm0.2mm0.4mm外側外側内側内側 0.1mm外側外側shif
20、tvoidvoid対策対策対策対策鋼鋼鋼鋼网開口例网開口例网開口例网開口例(1)(1)対策案理想形状0.44mm0.4mm0.5mm0.2mm0.4mm0.2mm0.4mm部品端面部品端面外側外側内側内側0.2mm0.2mm0.4mm外側外側内側内側 0.1mm外側外側shiftvoidvoid対策対策対策対策鋼鋼鋼鋼网開口例网開口例网開口例网開口例(2)(2)対策案理想形状0.5mm0.2mm0.4mm0.2mm0.4mm部品端面部品端面外側外側内側内側VoidVoid對對對對策策策策鋼鋼鋼鋼网開口例网開口例网開口例网開口例對對策案策案0.44mm0.2mm0.4mm0.2mm0.4mm部品
21、端面部品端面外側外側内側内側voidvoid対策対策対策対策鋼网鋼网鋼网鋼网開口例開口例開口例開口例理想形状理想形状 0.1mm外側shiftBUMPBUMP變形的推定原理變形的推定原理REFLOWREFLOW前前焊錫焊錫融化后融化后BUMPBUMP內部內部voidvoid的發生的發生內內壓壓釋放釋放-BUMP-BUMP的變形的變形助助焊劑殘渣圍繞融化焊錫周圍活動焊劑殘渣圍繞融化焊錫周圍活動+K2-V的殘渣融化后處于持續活動狀態的殘渣融化后處于持續活動狀態Void生成生成+因熱膨脹內壓上升因熱膨脹內壓上升*是是void在基板上多發的原因在基板上多發的原因對于對于表面張力變小的部分，需要表面張力
22、變小的部分，需要有選擇的釋放。有選擇的釋放。-內壓釋放同時，焊錫產生變形內壓釋放同時，焊錫產生變形引起短路引起短路Reflow中中BUMP變形的過程變形的過程不同不同形狀的形狀的LANDLAND的的BGABGA異常發生數異常發生數BGA基基板板-PKGPKG的的clearanceclearance窄窄 +從從VIAVIA噴出瓦斯噴出瓦斯。BGABGA的內壓容易上升構造的內壓容易上升構造-容易發生變形。容易發生變形。銅銅上面有配線，有上面有配線，有VIA的的LAND的變形集中的變形集中1 1、2 2次面實裝后的次面實裝后的LGALGA刮刀中刮刀中BUMPBUMP變形變形在一次面一回在一次面一回R
23、eflow新發生的形狀異常新發生的形狀異常在一次面在一次面2回（反轉）回（反轉）Reflow時發生的形異常時發生的形異常2次面（空reflow一回+Raste Reflow一回）發生的異常形狀錫球錫球BUMPBUMP變形變形錫球錫球不良不良模式：模式：在一次面一回在一次面一回Reflow新發生的形狀異常新發生的形狀異常 在一次面在一次面2回（反轉）回（反轉）Reflow時發生的形異常時發生的形異常 2次面（空次面（空reflow一回一回+Raste Reflow一回）發一回）發生的異常形狀錫球生的異常形狀錫球一次面一次面LGAReflow第一次第一次一次面一次面LGAReflow第二次第二次二次面二次面LGAReflow第一次第一次能夠能夠看到大的看到大的void發發生（特別是生（特別是VIA)變形。變形。Void膨脹也發現膨脹也發現新的變形新的變形和一次面第一次的和一次面第一次的Reflow沒有大的差別沒有大的差別發生發生很多細小的很多細小的voidVoid融合、膨脹融合、膨脹但是沒有變形但是沒有變形Baking后的后的2次面几次面几乎看不見乎看不見void*上面上面VL基板評價時在常溫下長時間放置基板評價時在常溫下長時間放置開封后直接使用的基板開封后直接使用的基板void的一次面較少的一次面較少結結 束束