BGA锡球脱落问题解说.ppt

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1、200５.０６.３０千住金属工業（株)海外支援室（Ｓeｎｊｕ　ｍｅｔａｌIndustryＣｏ　Ｌｔｄ）SolderingAdviser山田浩介（Ｋｏｓｕｋｅ　Ｙａｍａｄａ）無鉛合金回流後ＢＧＡ錫球脱落及界面剥離的接合不良原因及対策Ｌｅａｄ　Ｆｒｅｅ　ＳｏｌｄｅｒREFLOWＳｏｌｄｅｒｉｎｇ配布用千住金属工業(株)草加研究所　研究員　日渡氏資料他文献部分的活用掲載無鉛合金ＢＧＡ錫球脱落及界面剥離的接合不良原因及対策目次（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ）１．ＢＧＡ（ＣＳＰ）錫球、回流後、脱落、或　　　　界面剥離発生原因及対策２．ＢＧＡ電鍍

2、問題３．ＢＧＡ気泡発生問題４．関連技術（錫ー金金属間化合物特性）５．千住金属最新錫膏紹介６．ＳＭＴ接合工法、回流温度曲線７．他ＳＭＴ不良、原因及対策Lead-freeSolder錫膏印刷部品搭載合金接合回路基板印刷機搭載機回流機鋼網後工程電子部品錫膏１．錫球脱落問題１．SMT接合工法・回流式自動機・錫膏・SMT基板概要・錫球脱落回流接合後ＢＧＡ側錫球脱落錫膏印刷部品搭載合金接合回路基板印刷機搭載機回流機鋼網電子部品錫膏高精度回路板・高精度Resist高濡性電鍍・高耐熱性PreFlux高信頼性・高濡性・高印刷性・高粘着力・高

3、印刷耐久性・連続印刷性・残渣美麗etc高精度印刷位置偏差・版離速度印刷速度・印圧高精度搭載位置偏差極小・押圧微調整開口部位置精度壁面平滑度・厚１．錫球脱落問題２．SMT接合工法・不良発生原因比率・錫球脱落注目高寸法精度・搭載安定性部品電鍍高濡性・酸化耐久性・高耐熱性・無鉛10%45%25%20%概念的　　不良割合理想的温度曲線自在性温度偏差極小10%15%20%20%5%最近　　ＢＧＡ　　錫球脱落問題注目１．錫球脱落問題３．錫球狭縊現象、脱落現象、界面剥離現象写真狭縊現象脱落現象界面剥離現象回流後的ＢＧＡ錫球不良三態ＢＧＡ

4、単品時接合没問題・回流後発生基板１．錫球脱落問題　４．CSP、ＢＧＡ接合部工程別不良発生要因：接合及接合後錫球形状変化解説　　（狭縊現象或錫球脱落要因）ＢＧＡ錫球ＢＧＡ電鍍ー錫球間金属間化合物接合ＢＧＡ側絶縁樹脂錫膏印刷基板銅箔錫膏印刷基板銅箔回流接合ＢＧＡ電鍍ー錫球間金属間化合物接合、但、回流時再加熱、再溶融→金属間化合物成長、構成変化或溶食促進溶融後錫球径Ｓｉｚｅ大化（ＢＧＡ錫球＋錫膏内球体積）溶融固化時流動変形或量的偏差拡大錫膏、銅箔間接合金属間化合物接合没問題接合没問題接合有問題再加熱・再溶融脱落問題発生１．錫球脱

5、落問題５．錫球脱落及変形現象分類及問題点整理ＢＧＡ実装不良（回流接合後ＢＧＡ錫球部接合不良発生）回流接合直後電気的接合不良発生）基板側隣端子間導通（連錫）ＢＧＡ側接合部部分的　不導通錫膏印刷不良或位置偏差或錫膏量過多ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ電鍍不良（接合界面破壊）回流接合後電気的接合没問題、然、衝撃或冷熱試験時電気的接合不良発生）ＢＧＡ側試験後接合部部分的　不導通ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落寸前縊発生（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ電鍍不良剥離強度低下（接合界面破壊）基板側接合部

6、界面剥離ＢＧＡ接合界面気泡多数PKG側基板側錫球変形aa錫球脱落bb１．錫球脱落問題６．CSP実装不良：錫球脱落及変形現象解説（事例１）ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落寸前狭縊発生（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ絶縁樹脂厚有問題錫球径大化・変形表面張力作用気泡膨張１．錫球脱落問題７．CSP実装不良：錫球脱落及変形現象（事例２）錫球変形錫球変形錫球脱落基板側ＢＧＡ側錫球脱落ＢＧＡ１．錫球脱落問題７．CSP実装不良：錫球脱落及変形現象（事例３）表面張力　　作用力ＢＧＡ絶

7、縁樹脂厚、有問題ＢＧＡ設計構造的問題錫球脱落（ＢＧＡ絶縁樹脂厚、間隙問題）ＢＧＡ構造　設計不良１．錫球脱落問題８．CSP、ＢＧＡ実装不良ex：錫球脱落及変形現象解説錫膏印刷基板銅箔ＢＧＡ電鍍ー錫球間金属間化合物接合、但、回流時再加熱、再溶融→金属間化合物成長或溶食促進溶融後錫球径Ｓｉｚｅ大化（ＢＧＡ錫球＋錫膏内球体積）溶融固化時流動変形錫膏、銅箔間接合金属間化合物ＢＧＡ本体基板絶縁樹脂的溶融錫球下方押下分離力発生、結果錫球分離或狭縊現象促進原因・・・ＢＧＡ接合構造不良１．錫球脱落問題９．CSP、ＢＧＡ実装不良ex：金属間化

8、合物相界面剥離（１）金属間化合物相界面剥離１．錫球脱落問題１０．CSP、ＢＧＡ実装不良ex：金属間化合物相界面剥離（２）電気的不導通接合箇所正常接合状態界面剥離発生界面剥離発生　　　　電気的接続不導通約１０μｍ１．錫球脱落問題１１．CSP、ＢＧＡ実装不良ex：金属間化合物相界面剥離（３）ＢＧＡ電鍍不良＋