公司最近有一款产品碰到DDR记忆晶片(芯片)虚焊的问题,实际派员到客户端使用的地点检修时发现产品开不了机,但只要把DDR的IC往下按住就能开机,可是放开压住的DDR后产品又开不了机,看来应该是焊接出了问题或是BGA锡球裂开了。
可是产品明明都已经在工厂100%做过测试,而且还有12H的烧机 (B/I)程序后没问题才出货,怎么依然还会有不良品流到客户的手上,这到底是怎么一回事呢?
从这个问题描述看来,这应该是典型的HIP(Head-In-Pillow,枕头效应)双球虚焊问题,这类问题通常是由于IC晶片或PCB的FR4流经Reflow(回焊)的高温区时发生弯曲变形,并且造成BGA的锡球(Ball)与PCB上印刷的锡膏熔融后无法接触互相熔融在一起所致。
根据经验显示,一般99%的HIP都发生在BGA的四周最外面一排的锡球上,原因也几乎都是BGA载板或PCB电路板流经Reflow高温时发生变形翘曲,等板子回温后变形量缩小,但熔融的焊锡已经冷却凝固,于是形成双球虚靠在一起的模样。
HIP/HoP其实是一种严重的BGA焊锡不良,这类不良率虽然不高,但是因为它很容易通过工厂内部的测试程序并流到客户的手上,可是终端客户使用一段时间后,产品就会因为出现接触不良的问题而被送回来修理,严重影响公司信誉与使用者的经验。
可是明明产品都有执行烧机(Burn/In)作业,产线也都100%经过电测,为何还无法拦截到DDR虚焊的问题呢?
这其实是个很有趣的问题,以下只是188金宝搏苹果下载 个人的经验,不代表真实情况一定是这样。
先试想HIP会在什么情况下显现出开路(open)?大部分情形应该都会发生在板子受热开始变形的时候,也就是如果产品刚开机还处于冷却的阶段时,HIP的双球有可能会表现出假接触的状态,于是正常开机没有问题,当产品开机一段时间后,产品开始变热后渐渐地板材因为受热又开始发生微量变形,于是显现出开路现象。
所以造成电子组装厂(EMS,Electronics Manufacturing Service)检测不出DDR空焊的可能原因有:
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产品烧机(B/I)的时候并没有打开电源(power on) 作测试。有可能只是把产品放在一定的温度,放置一定的时间而已,根本就没有开电做B/I,这样子当然测不出问题,这个最常发生在只生产电路板组装(PCA)的工厂。
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产品有插电并开启电源作烧机(B/I),但并没有撰写专用的测试程式来跑DDR记忆体或其他的功能测试。有些DDR虚焊的焊点有可能不会影响到产品的开机动作,只有程式跑到某些记忆体位址时才会有问题,建议要让B/I测试程式把记忆体中所有的位元都跑过,还要自动记录错误。
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假设产品烧机时有插电也有执行DDR记忆体的测试,可是有些错误现象只要重新开机就会不见,如果没有在烧机的过程中让程式随时做纪录,很有可能没有办法抓到这类DDR的问题。所以,产品执行烧机时最好要作自我检测并记录自己有没有出现过错误或当过机,这样才能确实知道烧机过程中有没有真的烧出问题。
所以,如果不能在产品烧机温度上升的时候刚好让程式跑到虚焊的功能位置上,还真的不一定可以检测到有HIP虚焊问题的DDR。
那有没有办法解决HIP的虚焊问题呢?
请参考下面的文章:
先偷偷透露一下,就算有方法可以解HIP也没有办法100%避免问题,所以不要抱持太大的希望。
2015.10.16 Update:下面是网友提供的方法,188金宝搏苹果下载 还没实际执行过,可以考虑在ICT或是FVT测试时用一整支未使用过的铅笔,橡皮擦头朝下,距器件约5cm,让其自由下落冲击目标零件三次,来看看是否会发生测试不良。当然测试的时候必须在有测试到这颗IC的情况下才有意义。
延伸阅读:
回流焊的温度曲线 Reflow Profile
电子制造工厂如何产出一片电路板
BGA枕头效应(head-in-pillow)发生的可能原因
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欧付宝
多谢熊大耐心回復,测温晶片底部中间最高230度,217度以上35秒,我知道这个温度不够,但是我只负责后期FCT,向SMT主管提出意见但他以混合工艺一直使用此曲线也未出问题为由不愿意提高温度,公司也无专人负责此工艺@@,我也想做切片但又怕看不出问题白白报废板件,一般的关于温度曲线的文章也就给个大致的温度范围,实在是比较苦恼。
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Qiao;
一般建议Reflow温度高于220˚C的时间至少要有50~60秒,这样吃锡才不会有问题。
通常电测不良的产品前面的制程要负责维修,可以请SMT自行判断是否为銲锡问题,应该不用FCT来负责才对。
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你好,请教一下,我们公司的产品最近也出现了DDR RAM的问题,大概在1%的概率DDR导致板件无法正常运行,按压DDR或是将其降频,从667MHZ降至533MHZ就可以正常运行。我们的产品是有铅的锡膏无铅的BGA焊球,通过内窥镜观察焊点发现有铅无铅处有明显分界,没有完全熔融。后续焊接降低了回流链速,但仍然出现同样现象,再次内窥镜观察未发现再有分界。新生产板件不方便做破坏性试验,只能拿老的板件模拟试验,请问应该怎样做相关试验?
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Qiao;
无铅及有铅制程混用的时候Reflow温度Profile还是要符合无铅锡膏的温度要求,但要确保有铅零件不会因高温毁损。所以你要用温度计先量测DDR下面的温度profile符合无铅的要求以确保DDR的锡球焊接。
想确认DDR板子是否有焊接的问题可以先用可以翻转的X-Ray或5DX检查,最好还是要看切片才能确认问题。
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版大, 小弟觉得您的说明很有帮助, 诚心只是希望与您一同钻研.
您说的「完整的测试应该要可以测试到每一根脚位的功能」正是我也想达成的目标, 诚心只是想研究下实作的方法.
以”检测记忆体位址”这个动作来说, 感觉跟脚位是没有特定关联的, 因为不同位址的记忆体资料差别是在记忆体内部, 存取不同的位址都是从固定的定址及资料匯流排脚位来传输, 如果是定址或资料匯流排脚位有问题, 出现问题的机率应该是随机的, 与特定记忆体位址无关.
小弟只是好奇是否我的认知有误, 或是版大有其他资讯得到这个推导.
希望没造成您的困扰及不愉快…Orz
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skywalke;
我想我们之间的差异是你认为DDR的定址并不是用脚位来定义,可是我确认为在些情况下还是会用A0~A15来做定位。也许贵公司的产品都没有用到所有的Address脚位,那可能就不部会有我说的那整情况。
下面只是假设某个A15的焊脚出现HIP,冷开机的时候HIP不会显现出异状,所以开机没有问题,可是机器跑了几天个后HIP的双球渐渐分离,阻抗变大,有时接触得好有时候接触不好(intermittent),这时候会出现什么症状?,机器送回原厂检修,因为机器已经关机,所以也检测不出问题,也许真的不会有问题。
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我想版大的意思是说,当程式跑到一些程序会开始用到某些IO的时候,又如果刚好有问题的是那几根IO,则该系统或是组件才会发生问题,所以有问题的是系统的功能,而不是记忆体位址
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版主您好,内文提到,”某些DDR焊点需要程式跑到某些记忆体位址才会有问题”. 请问这个论点是如何推论出来的呢?
据我的了解,记忆体位址是根据定址匯流排资料来决定的,是数位资料.并不是所有的DDR脚位都与记忆体位址有关.
诚心请教.
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skywalker;
这么问好了,如果A0~A15的其中某一只脚没有焊接好,光靠开机的程序能不能完全侦测出问题?
现在的产品几乎都是由作业系统来决定存取记忆体的位置,所以APP不一定会用到所有的位址。
也许我是错的,但是DDR似乎有多种的定址方式,并不是每一种定址方式都跟脚位无关。
这里所要强调的是「完整的测试应该要可以测试到每一根脚位的功能」。
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