為何產品執行燒機(B/I)也無法攔截到DDR虛焊的問題?

DDR BGA 須焊發生HIP公司最近有一款產品碰到DDR記憶晶片(芯片)虛焊的問題,實際派員到客戶端使用的地點檢修時發現產品開不了機,只要把DDR的IC按住就能開機,可是放開壓住的DDR後產品又開不了機。

產品明明都已經在工廠100%做過測試,而且還有12H的燒機 (B/I)程序,怎麼依然還會有不良品流到客戶的手上,這到底是怎麼一回事呢?

從這個問題描述看來,這應該是典型的HIP(Head-In-Pillow,枕頭效應)雙球虛焊問題,這類問題通常是由於IC晶片或PCB的FR4流經Reflow(回焊)的高溫區時發生彎曲變形,並且造成BGA的錫球(Ball)與PCB上印刷的錫膏熔融後無法接觸互相熔融在一起所致。

根據經驗顯示,一般99%的HIP都發生在BGA的四周最外面一排的錫球上,原因也幾乎都是BGA載板或PCB電路板經Reflow高溫時發生變形翹曲,等板子回溫後變形量縮小,但熔融的錫已經冷卻凝固,於是形成雙球靠在一起的模樣。







HIP其實是一種嚴重的BGA焊錫不良,這類不良率雖然不高,但是因為它很容易通過工廠內部的測試程序並流到客戶的手上,可是終端客戶使用一段時間後,產品就會因為出現接觸不良的問題而被送回來修理,嚴重影響公司信譽與使用者的經驗。

可是明明產品都有執行燒機(Burn/In)作業,產線也都100%經過電測,為何還無法攔截到DDR虛焊的問題呢?

這其實是個很有趣的問題,以下只是工作熊個人的經驗,不代表真實情況一定是這樣。

先試想HIP會在什麼情況下顯現出開路(open)?大部分情形應該都會發生在板子受熱開始變型的時候,也就是如果產品剛開機還處於冷卻的階段時,HIP的雙球有可能會表現出假接觸的狀態,於是正常開機沒有問題,當產品開機一段時間後,產品開始變熱後漸漸地板材因為受熱又開始發微量變形,於是顯現出開路現象。

所以造成電子組裝廠(EMS,Electronics Manufacturing Service)檢測不出DDR空焊的可能原因有:

那有沒有辦法解決HIP的虛焊問題呢?

請參考下面的文章:

先偷偷透露一下,就算有方法可以解HIP也沒有辦法100%避免問題,所以不要抱持太大的希望。

2015.10.16 Update:下面是網友提供的方法,工作熊還沒實際執行過,可以考慮在ICT或是FVT測試時用一整支未使用過的鉛筆,橡皮擦頭朝下,距器件約5cm,讓其自由下落衝擊目標零件三次,來看看是否會發生測試不良。當然測試必須有測試到這顆IC的情況下。


延伸閱讀:
回流焊的溫度曲線 Reflow Profile
電子製造工廠如何產出一片電路板
BGA枕頭效應(head-in-pillow)發生的可能原因

訪客留言內容(Comments)

版主您好,內文提到,”某些DDR焊點需要程式跑到某些記憶體位址才會有問題”. 請問這個論點是如何推論出來的呢?

據我的了解,記憶體位址是根據定址匯流排資料來決定的,是數位資料.並不是所有的DDR腳位都與記憶體位址有關.

誠心請教.

skywalker;
這麼問好了,如果A0~A15的其中某一隻腳沒有焊接好,光靠開機的程序能不能完全偵測出問題?
現在的產品幾乎都是由作業系統來決定存取記憶體的位置,所以APP不一定會用到所有的位址。
也許我是錯的,但是DDR似乎有多種的定址方式,並不是每一種定址方式都跟腳位無關。
這裡所要強調的是「完整的測試應該要可以測試到每一根腳位的功能」。

我想版大的意思是說,當程式跑到一些程序會開始用到某些IO的時候,又如果剛好有問題的是那幾根IO,則該系統或是組件才會發生問題,所以有問題的是系統的功能,而不是記憶體位址

版大, 小弟覺得您的說明很有幫助, 誠心只是希望與您一同鑽研.

您說的「完整的測試應該要可以測試到每一根腳位的功能」正是我也想達成的目標, 誠心只是想研究下實作的方法.

以”檢測記憶體位址”這個動作來說, 感覺跟腳位是沒有特定關聯的, 因為不同位址的記憶體資料差別是在記憶體內部, 存取不同的位址都是從固定的定址及資料匯流排腳位來傳輸, 如果是定址或資料匯流排腳位有問題, 出現問題的機率應該是隨機的, 與特定記憶體位址無關.

小弟只是好奇是否我的認知有誤, 或是版大有其他資訊得到這個推導.

希望沒造成您的困擾及不愉快…Orz

skywalke;
我想我們之間的差異是你認為DDR的定址並不是用腳位來定義,可是我確認為在些情況下還是會用A0~A15來做定位。也許貴公司的產品都沒有用到所有的Address腳位,那可能就不部會有我說的那整情況。
下面只是假設某個A15的焊腳出現HIP,冷開機的時候HIP不會顯現出異狀,所以開機沒有問題,可是機器跑了幾天個後HIP的雙球漸漸分離,阻抗變大,有時接觸得好有時候接觸不好(intermittent),這時候會出現什麼症狀?,機器送回原廠檢修,因為機器已經關機,所以也檢測不出問題,也許真的不會有問題。

你好,請教一下,我們公司的產品最近也出現了DDR RAM的問題,大概在1%的概率DDR導致板件無法正常運行,按壓DDR或是將其降頻,從667MHZ降至533MHZ就可以正常運行。我們的產品是有鉛的錫膏無鉛的BGA焊球,通過內窺鏡觀察焊點發現有鉛無鉛處有明顯分界,沒有完全熔融。後續焊接降低了回流鏈速,但仍然出現同樣現象,再次內窺鏡觀察未發現再有分界。新生產板件不方便做破壞性試驗,只能拿老的板件模擬試驗,請問應該怎樣做相關試驗?

Qiao;
無鉛及有鉛製程混用的時候Reflow溫度Profile還是要符合無鉛錫膏的溫度要求,但要確保有鉛零件不會因高溫毀損。所以你要用溫度計先量測DDR下面的溫度profile符合無鉛的要求以確保DDR的錫球焊接。
想確認DDR板子是否有焊接的問題可以先用可以翻轉的X-Ray或5DX檢查,最好還是要看切片才能確認問題。

多謝熊大耐心回復,測溫晶片底部中間最高230度,217度以上35秒,我知道這個溫度不夠,但是我只負責後期FCT,向SMT主管提出意見但他以混合工藝一直使用此曲線也未出問題為由不願意提高溫度,公司也無專人負責此工藝@@,我也想做切片但又怕看不出問題白白報廢板件,一般的關於溫度曲線的文章也就給個大致的溫度範圍,實在是比較苦惱。

Qiao;
一般建議Reflow溫度高於220˚C的時間至少要有50~60秒,這樣吃錫才不會有問題。
通常電測不良的產品前面的製程要負責維修,可以請SMT自行判斷是否為銲錫問題,應該不用FCT來負責才對。


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