熱熔埋植螺絲(heat staking)的注意事項

這篇文章是回答一位網友的詢問,關於「熱熔埋植螺絲的注意事項」而寫的文章,內容僅就個人經驗與想法整理,提供參考。

目前我的公司大多使用超音波埋植螺絲,反而較少使用這種熱熔的方式來埋植螺絲,因為熱熔製程不易控制其品質,而且常會有以下的缺點:


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連接器使用一段時間後掉落問題探討

B2B connector drop(板對板的連接器掉落)B2B connector drop(板對板的連接器掉落)

公司最近有項產品被客戶抱怨板對板的連接器經常(Board-to-Board Connector)有失效問題出現,產品在使用約一年左右的時間後會有連接器整個掉落的現象。

想起來也真嘔!每次只要一聽到有電子零件掉落,第一個被懷疑的一定是焊接問題,所以起初公司高層也一直認為是製造工廠焊接不良或製程不善所造成,後來製造工廠提出了檢測報告,說明斷裂點是發生在焊接的 IMC (Inter-Metallic Compound) 層,而且 IMC 層的厚度約在 2um 左右的合理範圍內,所以工廠端認為焊接品質沒有問題,而認為 Connector 之所以掉落是因為應力(Stress)或外力撞擊所致。


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Underfill(底部填充劑)的目的與操作程序

底部填充劑(Underfill)原本是設計給覆晶晶片(Flip Chip)使用以強化其焊點的機械強度並增強其信賴度用的製程與膠水。

因為矽材料做成的覆晶晶片的熱膨脹係數(CTE)遠比一般基板(PCB)材質低很多,因此在熱循環測試(Thermal cycles)中常常會有相對位移產生,導致機械疲勞而引起焊點脫落或斷裂的問題,後來這項Underfill技術被廣泛運用到了一些BGA晶片底下以強化其焊接強度,並提高焊接於電路板後的落下/摔落時的可靠度。


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製造工廠的MRB會議及塑膠件品質判斷

製造工廠的MRB會議及塑膠件品質判斷

工作熊記得自己剛來到電子成品組裝廠擔任產品製程工程師時,經常需要參加所謂的【MRB(Material Review Board)會議】,還不時被人家拿著尚方寶劍押著去判斷一些已經被判退的零件是否可以特採(waive)使用,否則生產線就會有斷料、停線的危機,大量生產的工廠沒有幾個人擔得起停線的損失。

那時候最討厭碰到的就是塑膠零部件判退的問題了,因為很難抉擇啊!可是成品組裝工廠裡偏偏有70%以上的不良退件幾乎都與塑膠零組件有關~唉!歹命啊!

其他的電子零件大多可以很容易解決,電性問題交給電子測試工程師,材料過期的問題只要試過焊性沒問題並判斷沒有信賴性就可以放行,因為另外還有SMT工程師會處理零件烘烤及散料的問題。

註:MRB(材料審查委員會)通常由工廠裡的出貨(Distribution)、生管(Planner)、品管(Quality)、製程(Process)等單位組成,目的是討論並解決生產的各項疑難雜症。


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如何判斷BGA錫裂掉件是SMT工廠製程或是設計問題?

如何判斷BGA掉件是SMT工廠製程或是設計問題?如何判斷BGA掉件是SMT工廠製程或是設計問題?如何判斷BGA掉件是SMT工廠製程或是設計問題?如何判斷BGA掉件是SMT工廠製程或是設計問題?

相信很多人一直都有個疑問,要如何判斷BGA的錫裂或掉落是來自於SMT工廠的製程端所造成的不良?還是因為電路板的製程缺陷所引起?或是產品本身設計不足所造成的問題?

根據工作熊的經驗,很多設計者只要一碰到BGA或是其他電子零件有錫裂、掉落等問題,往往就是一口咬定是製造端焊接不良所造成,這讓很多工廠端的工程師想反擊卻又百口莫辯,因為提不出證據來證明說設計有問題。

就工作熊的瞭解,BGA掉落的原因雖然有一部分與工廠或零件本身的製程不良有關,但也不能排除電路板及產品機構設計上有信賴度的問題,而且很多時候錫裂都與設計脫不了關係。

(本文重點著重在生產製程,工作熊後來發現BGA錫裂或掉落其實反而有很大一部份是設計問題


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BGA錫球焊錫性及焊接缺點的幾種檢查方法

BGA錫球焊錫性/焊接缺點的幾種檢查方法這是一篇整理文,目的給一些剛進入這個電子組裝領域的新人一些關於BGA錫球焊性分析的方法,其實這也是論壇上面有人問到的一個題目才寫的,或許會與部落格中已經寫過的主題有些重複。

BGA的焊錫性檢查之所以麻煩,是因為其焊點位於零件本體的下方,使用一般的目視及光學都難以檢查得到,所以必須使用一些特殊的檢查方法。

一般我們在檢查BGA錫球的焊錫好壞時,如果是架橋/短路方面的缺點,通常只要使用X-Ray設備就可以檢查得出來(請注意:短路不只會發生在焊錫,BGA本體及PCB內層都可能會有短路的機會);但如果要檢查錫球有否空焊或焊錫破裂的問題,就會比較複雜,X-Ray可能就愛莫能助


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