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BGA焊接问题分析

来源:九壹网
MST6I48/MST6I78方案的主芯片不良分析

MST6I48/MST6I78/MST6I98主芯片的封装形式是BGA,中心间距是0.8mm,BGA球的尺寸是0.38mm,PCB板的焊盘是0.34mm,网板的开口尺寸是0.42mm(1:1.24)。

BGA故障主要分2类:1. BGA连焊、空焊、开焊;2.BGA失效。 检测BGA空焊、开焊的方法是:染色试验。 检测BGA连焊的方法是:通过X-RAY照射。

检测BGA失效的方法是:1.超声波扫面是否物理失效;2.植球重新验证电性能。

BGA失效引起的故障多表现为不开机、开机图异,目前公司出现的LED32K16\\LED37K16问题,多数是BGA失效导致,针对目前的失效情况看,主要是BGA物理失效导致:BGA因空气进入金线与BGA线路板的包埋层,BGA在回流焊接时热膨胀导致金线与包埋的线路板断裂(业内称此现象为爆米花现象),此类故障在机芯第一次通电检测时,便可发现电性能不良,属于可控范围。解剖后BGA的图片如下:

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BGA空焊、开焊引起的电性能故障,生产过程比较难发现,因为我公司第一次通电检测多为直接插屏调试,PCB机芯没有发生变形,开焊、空焊的BGA焊球与PCB仍接触良好,如果发生变形时,电性能故障才可能发生,如前期LED46K11P(0002)出现的花屏、图异现象。PCB经过螺丝固定后,不可避免会发生轻微变形,通孔安装允许的弓曲和扭曲的程度为1.5%,有表面贴装的板,其弓曲和扭曲允许程度0.75%.

LED46K11P(0002)经过老化线后,容易出现故障,原因为:PCB为FR4的玻纤板,温度升高时在螺丝扭力的作用下变形度会增加,导致BGA焊球与PCB无法接触导致开路,从而出现花屏故障。空焊通过染色试验可以发现,如果确定了空焊的具体位置,再通过Xray可以把控故障板,如下图:出现故障的焊球明显偏小,原因是PCB焊盘由于网板堵孔没有印上锡膏,没有锡膏与焊球熔融,球偏小,从而出现只接触不焊接现象。

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BGA故障的测量:目前MST6I48/78/98机芯比较简单,主芯片外围线路多数与DDR是直接相连,通过测量功能接口的对地阻值,便可发现故障区域,如果对地阻值正常的情况下,需综合读取的打印信息,判断是焊接还是器件失效导致。如LED46K21(LED46K26)因为DDR失效出现不开机、开机图异等故障。如果单看测量阻值是很正常的,但打印信息读取后发现不正常,多数半途中断,因此判断是DDR与主芯片通讯过程出现的问题,这需要逐个故障排除,通过打印信息“BYTE0 fail”或者“BYTE1 fail”,可以判定是DDR工作不正常导致,如果主芯片不良,BYTE0和BYTE1会同时fail。最后发现,是DDR批次性问题导致。

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