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FoxconnTechnologyGroupSMTTechnologyDevelopmentCommitteeSMTTechnologyCenterSMT技術中心題綱(Chapter)頁次(Page)第1章IC元件外形及重要尺寸規格3~10第2章IC包裝及IC儲存管制1

1~16第3章SMT組裝及PCBA測試要求17~40第5章BGARework注意事項45~52第6章製程ESD/EOS防護技術53~76第7章IC故障分析(FailureAnalysis)77~80第4章SMT作業不良實例探討41~44第8章RMA退貨

處理及更換良品之注意事項81~87Page2of87第1章IC元件外形及重要尺寸規格1-1.IC元件外形簡介(ICDevicesIntroduction):ThroughHolePackagePage3of87SurfaceMounte

dPackageKBGA(BallGridArray)FlipChipLPage4of871-2.208PQFP重要尺寸規格介紹(MechanicalSpecifications)：BentLeadSpec.VT82C586BYYWWRRTAIWANLLLLLLLL

LCMY=DateCodeYearW=DateCodeWeekR=ChipRevisionL=LotCodePage5of87TheImportantSpecificationsforQFP:1.LeadCo-planarity:USL:4.0mil

s.2.LeadSpan:USL:6.5mils.3.BentLead:USL:+3mils,LSL:-3mils.4.QFPPackagewarpage:USL:4mils.5.LQFPPackagewarpage:USL:3mils.<Note>(1)USL:UpperSpec.

Limit.(2)LSL:LowerSpec.Limit.(3)1mil=0.0254mm.LeadCo-planaritySpec.Page6of871-3.476PBGA重要尺寸規格介紹(MechanicalSpe

cifications):SolderBallDiameterTrueballpositionerrorY=DateCodeYearW=DateCodeWeekR=ChipRevisionL=LotCodePage7of87TheImportant

SpecificationsforBGA:1.SolderBallCo-planarity:USL=5.5mils2.Trueballpositionerror:USL=+6.0mils,LSL=-6.0mils3.Balldiameter:USL=35m

ils,LSL=24mils4.Packagewarpage:USL=3.5mils5.SolderBallHeight:USL=28mils,LSL=19mils.<Note>(1)USL:UpperSp

ec.Limit.(2)LSL:LowerSpec.Limit.(3)1mil=0.0254mm.SolderBallCo-planaritySolderBallHeightPage8of871-4.TheStructureofSolderSpheretoSu

bstrate:BT-RESINPAD(Cu)Plating(Ni)Plating(Au)SolderBall(Sn/Pb)SolderMaskSolderMaskOriginalBT-RESINPAD(Cu)IMClayer(Int

ermetalicCompound,Au/Ni/Sn/Pb)SolderBall(Sn/Pb)SolderMaskSolderMaskAfterReflowPage9of871-5.TransformationofBGASolderSphereinReflow:Page1

0of870.030’’(0.76mm)0.016’’(0.41mm)**BGASubstratePCB/PWBSolderSphereCollapseCoplanarityissuearevirtuallyeliminatedwiththefinalcollapse**Thefinalheigh

twillvarywithpadsizeandsolderpastedeposition.★SolderBall★SolderBallscollapseduringreflow★Canbereflow

edwithjustflux★Willselfcenterduringreflowprocess★NocleanfluxrecommendedPBGASolderBalls(0.60mm)第2章IC包裝及IC儲存管

制2-1.IC真空密封包裝儲存期限：(注意密封日期)★12monthsat<40ºCand<90%RelativeHumidity(RH).2-2.IC包裝拆封後，SMT組裝時限：★檢查溫度指示卡：顯示值應小於20%(藍色)，30%(粉紅色)表示已吸濕氣。★拆封後，IC元件須在72小

時內完成SMT焊接程序。★工廠環境管制：23ºC5ºC，40%~60%RH。★BGA吸濕曲線(AbsorptionCurveforBGADevices):Page11of87異常包裝(顯示卡濕度大於30%)表IC已受潮吸濕正常包裝(顯示卡濕度小於20%)表IC未受潮吸濕★BGA吸濕曲線(Abso

rptionCurveforBGADevices):BGAtestvehicleconventionalpopcorn/delamination0.10.20.30.40.5ConditioningTime(hours)WeightPercentMoistureinPackage(%)85℃/8

5%RH30℃/85%RH23℃/55%RH0PopcornZoneSource:MotorolaDelamZoneSafeZone100200Page12of872-3.拆封後IC元件未在72小時內使用完時：★IC元件須重新

烘烤，以去除IC吸濕問題。★烘烤條件：125ºC5ºC,至少12小時。★烘烤後，放入適量乾燥劑再密封包裝。★BGA35*35&27*27之去濕曲線(DesorptionCurve):BGA35*350.00%0.10

%0.20%0.30%0.40%0.50%0.60%04812162024HOURSMOISTURE%BAKE80℃BAKE100℃BAKE125℃BGA27*270.00%0.10%0.20%0.30%0.40%0.5

0%0.60%04812162024HOURSMOISTURE%BAKE80℃BAKE100℃BAKE125℃Page13of872-4.已焊上MB上之IC元件，重工與分析前注意事項：★MB上之I.C元件須重新烘烤,以去除I.C元件吸濕問題。★烘烤溫度條件:100℃,至少12小時。★

烘烤後，需於4小時內完成重工植球及重新上板驗證之作業。★重工後IC之儲存與使用，請參照2-3事項。2-5.由於結構差異,BGA吸濕氣問題較QFPIC明顯：★拆封後，BGAIC元件應避免在>60%RH環境存放，以避免BGA本體(黑色膠柄部分)吸濕及錫球表面產生氧化

問題，影響SMT焊接作業。Page14of872-6.包裝警示標籤(CautionLabel)&中文翻譯:關於QFP/BGAI.C儲存及使用管制應注意事項如下:(請參照VIAI.C真空包裝袋上標籤，符合EIAJEDEC

StandardJESD22-A112，LEVEL4)1.I.C真空密封包裝之儲存期限:1-1.請注意每盒真空包裝密封日期。1-2.保存期限:12個月，儲存環境條件:在溫度40C，相對濕度:90%R.H。1-

3.庫存管制:以”先進先出”為原則。Page15of872.I.C包裝拆封後，SMT組裝之時限:2-1.檢查濕度卡:顯示值應小於20%(藍色)，如≧30%(粉紅色)表示I.C已吸濕氣。2-2.工廠環境溫濕度管

制:≦30℃，≦60%R.H。2-3.折封後，I.C元件須在72小時內完成SMT焊接程序。3.拆封後I.C元件，如未在72小時內使用完時:3-1.I.C元件須重新烘烤,以去除I.C元件吸濕問題3-2.烘烤溫度條件:125℃±5℃,至少12小時。3

-3.烘烤後，放入適量乾燥劑(10~30g)再密封包裝。4.MB上之IC元件，Rework重工前注意事項：4-1.MB上之I.C元件須重新烘烤,以去除I.C元件吸濕問題4-2.烘烤溫度條件:100℃,至少12小時。4-3.烘烤後，需於4小時內完成重工Rew

ork及重新上板作業。4-4.重工後IC之儲存與使用，請參照1~3事項。5.請貴公司將上述IC材料儲存及使用管制應注意事項,列入內部的倉儲管理與SMT製程作業管制等作業規範內及確實執行.謝謝!!Page16of87第

3章SMT組裝及PCBA測試要求3-1.SMTREFLOWPROCESS/流焊製造程序：錫膏印刷(StencilPrinting)點膠(Dispensing)Optional置放(Placement)迴焊(R

eflow)Page17of873-2.鋼板(Stencil)種類與比較：鋼板種類製作時間製作成本板孔形狀孔壁Undercut上錫性雷射鋼板快較貴較光滑較少較佳化學鋼板慢較便宜較粗糙較多較差3-3.SMT鋼板:厚度及開孔尺寸設計及使用要領(1)開孔尺寸:一般I.C鋼板開口要比PCBp

ad小10μm，如此可避免因錫膏偏離錫墊(Pad)0.2mm就會形成錫球之不良現象。(2)理想鋼板孔內品質：★沒有undercut:undercut在印刷時會阻抗錫膏前進，使印下去錫膏的形狀不清晰，同時亦減少錫膏量。★孔壁平滑。★前中後寬度相同。(3)印刷錫膏厚度:每2小時檢查

1次(防止厚度不均，控制誤差在10%之內).(4)鋼板清潔保養:在每班/日使用前清潔保養，防止鋼板污染及塞孔及變形問題(如以IPA擦拭鋼板，須等乾再印)。(5)鋼板工作壽命:約印刷基板8萬~10萬片。Pa

ge18of873-4.鋼板印刷的製程參數有：(以厚度0.15mm,208pinpitch0.5mm之鋼板為例)★刮刀壓力:愈小愈好(0.05mpa)★印刷速度:15~30mm/sec,愈細線路要愈慢★

印刷間隙/角度:基板與印刷底板間距0.4~0.8mm★錫膏(SolderPaste)★溫度(Temperature):環境溫度18~24℃,溼度40~50%RH★常見印刷不良情形：(1)印刷毛邊：刮刀壓力太大之結果。(2)印刷不完

整：刮刀不利之結果。★放置印刷機台之錫膏量，每次控制最好印10片，因為錫膏多，溶劑容易揮發,吸水及氧化，對迴焊之品質不好。印錫膏每片之間不要超過10分鐘，印刷之後，不要放置超過1小時。印刷10次就要擦拭鋼

板1次，可保持下次印錫膏之形狀及量。squeezesolderpastestencilpadPCBSTENCILLINGPage19of873-5.SMT組裝過程注意事項：3-5-1.各IC元件腳位尺寸及容許誤差設定輸入正確。同軸超小型迷你功率超小(一個匣)SOP(MFP)腳距

:1.27mm腳距:0.65mmVSOPQFP/VQFP腳距1mm0.8mm0.65mm0.5mmPLCC/SOJ腳距:1.27mm裸晶片COB多點銲晶片FFPTABLCC模型裸晶片型(2)半導體零件

方形晶片電阻晶片鉭質電容積層陶瓷電容(MLCC)薄膜電容其他晶片電阻陶瓷電容晶片形陶瓷振盪器電阻(排組)晶片電容(排組)積層晶片(薄膜形)鋁電解電容晶片線圈繼電器其他陶瓷微調電容半固定可變電阻開關石英振盪器測針連接器平板型圓型複合型異型(1)被動元件★SMD常用零件：Page20of873-

5-2.錫膏種類與特性檢查：(2)水洗製程/免洗製程錫膏特性比較:優點缺點1.Flux活性較強，其焊性較佳。1.多Pin腳及平貼PCB之SMT零件，因底下Flux不易清洗乾淨，殘留Flux易造成PCB腐蝕。2.多Pin腳平貼PCB或高密

度之SMT零件，造成製程不易烘乾，易造成PCB腐蝕與電路短路之功能不良。3.水洗設備貴，操作亦需大量用水及廢水處理，對於業者是為一大負擔。1.Flux活性較弱，其焊錫性較差。所以對零件，鋼板及製程條件要求就特別注意。2.若Flux殘留，外觀較不美觀。2.清洗後，若Flux不殘留

時，則Pin與Pin間漏電流小，PCB外觀較美觀。水洗製程免洗製程製程成本較便宜，亦符合環保要求。製程成本較便宜，亦符合環保要求。免洗製程錫膏成份比例(%)沸點(℃)Solvent&Water(清潔溶劑&水)2%~5%78℃~100℃Flux(助焊劑

)2%~10%170℃~172℃SolderBall(錫球)85%~95%183℃(1)錫膏成份:Page21of87(3)錫膏特性檢查項目：FLUX成分含量,以及顆粒大小與黏度檢查。(4)錫膏管理：需保存4~8℃冷藏下，印刷錫膏過程在18℃~24℃,4

0%~50%RH環境作業最好，不可有冷風或熱風直接對著吹，溫度超過26.6℃，會影響錫膏性能。存貨儲存時間不超過3個月，錫膏使用前攪拌1~3分鐘。(5)良好錫膏之焊錫性對錫球要求：★愈圓愈好。(對錫球滾動較有幫助)★愈小愈均勻

愈好。★氧化層愈薄愈好。(所需要之FLUX活性就不需太強)(6)錫膏使用前的準備：回溫。在錫膏回溫到室溫前切勿拆開容器或攪拌錫膏。一般回溫時間約為4~8小時(以自然回溫方式)。如未回溫完全即使用，錫膏會冷凝空氣中的水氣，造成slump,spatter等問題。(7

)錫膏使用時間不超過8小時，回收,隔夜之錫膏最好不要用。Page22of87PadSolderParticlesPreheatingdrippingMeltedsolderFlowofsolderballsPrintingPreheatingMeltingTr

ansformationofSolderPasteinReflowPage23of87(6)SolderAlloyChart：%TIN%LEAD%SILVER%ANTIMONY℃℉℃℉01003276215

953005723155991090267.55143005721585223433290554208018336128053625751833612675133070183361255491356518336124547340601833612354554555183361

223433505018336121241455451833612003926040183361189372633718336165351833611863677030183361191376752518336119538380201833612013948

515183361207404901018336121441795518336122243297.52.51833612274411000232450356321873692374592078.71.318135

827652927703178352253487955305581360680EUTECTICALLOYTemperatureofwhichsolderbecomesPLASTICTemperatureofwhi

chsolderbecomesLIQUIDALPHASOLDERALLOYCHART•AEutecticAlloyisthatcompositionoftwoormoremetalsthathasonesharpmeltingpointandnoplasticrange.BGAsolder

ballAlloy63/37±5%QFPleadAlloy85/15±5%Page24of87SOLDERALLOYCHART1502002503003500%10%20%30%40%50%60%65%75%85%95%The

PercentageofTINTemperature(C)TemperatureofwhichsolderbecomesPLASTICTemperatureofwhichsolderbecomesLIQUID(7)SolderAlloy

Curve:Page25of873-5-3.PC板翹曲度:規格要求及嚴格進料檢查(可避免QFP/BGA空焊).★PCB翹曲規格：不超過PCB對角線長度之0.7%(IPC-TM-650)。★PCB廠商針對不平或變形的PCB，會集中收集統一熱壓平後歸還。★PCB板翹通常與PCB製程較無關係，而與La

yout與密度關係較大，例如Pad(銅)與PCBEpoxy熱膨脹係數不同，受熱後散熱速度亦不同，若Layout與密度不平均則易造成PCB翹曲。★若PCB吸水率超過0.3%，且無烘乾，則會有脫層(Delamination)之不良。(正常PCB吸水率應在0.1%以下)★PCB

烘烤溫度：(SMT前,PC板的重烤溫度，120℃,2hrs)，一般PCB廠出貨前PCB烘烤規格:(a)步驟：25℃昇溫至130℃(約40分鐘)→130℃並以重物熱壓烘烤2小時→降溫25℃(約40分鐘後取出)→真空熱縮

袋包裝出貨(b)包裝時亦可加放乾燥劑。(選擇性)★PCB上BGA/QFPIC位置設計:應避免設計在PCB對角線上。Page26of87(1)板彎(2)板扭(A)定義(按IPC-T-50D)：(a)板彎(BoworWarp)：當正方形或長方形板子，其平坦性已發生變形，而略成圓柱形或球曲形但

其四角落仍能維持在同一平面上。(b)板扭(Twist)：當方形板子，在平行於角對角線的方向上發生變形，其中已有一角未能落在其他三個板角所構成的平面上。Page27of87R1HIGHTPOINTR2(板厚)PercentBow=(R1-R2)/L*100%(B)板彎檢驗法：將樣板的凸面(Covex

)朝上平放在大理石平台的基準面上(DatumSurface)，在板子各邊緣的兩端板角處，稍加用力壓在平台上，以數字式高度規(DialIndicator)，測出板面隆起的最高數值R1，重複上述之規定，直到四邊都逐一檢測完畢，再量出板厚R2，(注意R1與R2兩值都要在底材的表面量取)，而後再用力壓

此板子在平台上，並測出邊長L，帶入下式求出板彎的百分比，並記錄四個數值中之最大值為該板子的板彎數據。Page28of87Temp.(C)Time(sec)About183CAbout130CPreheatZoneFor50~60sec,Slope=1.5~2C/secSoa

kZoneHoldat130Cto183CFor90~120sec,Slope=0.5C/secReflowZoneAbove183Cabout87to100sec.PeakTemperature22010C,

10~20sec.ReflowProfilehastocalibrateconsideredfromallthedifferentfactorsinsolderpaste,componentdensity,motherboard

layout,materialpropertiesandconveyorspeed,etc..3-5-4.REFLOWProfile(AlloySn63Pb37):ForBGAchipsetPage29of87Temp.(C)Tim

e(sec)About183CAbout130CPreheatZoneFor50~60sec,Slope=1.5~2C/secSoakZoneHoldat130Cto183CFor90~120sec,Slope=0.5C/secReflowZoneAbove183Cabo

ut87to100sec.PeakTemperature22010C,10~20sec.ReflowProfilehastocalibrateconsideredfromallthedifferentfactorsinsolderpaste,componentdensit

y,motherboardlayout,materialpropertiesandconveyorspeed,etc..3-5-4.REFLOWProfile(AlloySn63Pb37):ForBGAchipsetPage29of87(2)迴焊區(Reflow):影響：★迴焊區若

加熱溫度不足，則由於無法確保充足的熔融焊錫與Pad的接觸時間，很難獲得良好的焊接狀態，同時由於熔融焊錫內部的助焊劑成份和氣體無法被排出，因而發生空洞(Void)與冷焊(Coldsoldering)。★迴焊區的PeakTemp.溫度太

高或183℃以上時間拉的太長，則該熔解的焊錫將被再氧化而導致接合程度減低等缺陷產生。(3)冷卻區(Cooling):影響：★焊接部位的冷卻不可緩慢，否則因元件與基板熱容量有別，將引起溫度分佈不均，焊錫凝固時間的差異將導致元件位置挪移，熱膨脹率的差異也將使基板彎曲，進而有局

部應力集中，使該部位的接合度的減低。★若冷卻速度太慢，也會引起焊錫組織之粗大化，因而導致接合溫度的減低。★MainBoard:PCBTg=125℃,BGASubstrateTg=175℃Page31of873-5-6.REF

LOW量測方法：Thermocouplecanbeattachedtotopsurface,edgesubstrateandmiddleballofBGApackage.PADSolderBallMotherB

oardThermocoupleMotherBoardPAD(1)PBGAthethermocoupleinstallationDrillpilotholedownthroughcenterofpadpriortoReflow.(diameterofhole:2to3mm)Putthermocou

pleinthecenterofpad(2)ThermocoupleMeasurePosition(red)MotherBoard210℃~220℃205℃~210℃SolderBallTemperature

PCBSurface190℃~205℃Page32of873-5-7.REFLOW迴焊溫度曲線規格及管制：★須依各機種產品PC板大小及零件密度考量。★SMT焊接良率決定於元件可焊性(15%),迴焊爐(30%),PCB&L

ayout(15%),錫膏&印刷(25%),鋼板設計(15%)。★注意QFP/BGAREFLOW溫度需求之差異。★定期性REFLOW溫度實測及持續檢討焊點不良率。★FR-4PC板表面溫度應控制<216℃避免PC板高溫產生彎翹，造成零件腳空焊。3-5-8.ConveyorSpeed/Angle設

定條件值,每日管制。Page33of873.6AOI光學檢查要求:(參考資料:Teradyne,Optima7300)3.6.1AOI是什麼?AutomatedOpticallnspection自動光學檢查機一般區分為:CCDCAMERASCANCOLORCCDCAMERAB/

WCCDCAMERALINESCANLASERSCAN3.6.2AOI可以做什麼?外觀檢查–PCB製造業–電子加工業–半導體產業–汽車燈泡內殼–零組件生產–其他Page34of87快速穩定的檢查能力高精度的定位高密度高重現度高信賴度品質的確保3.6.3AOI的特性Page

35of873.6.4AOI檢查理論方法TEMPLATE範本比對，先以GOOD/NG樣本作採樣，以決定檢查時之取樣臨界值PATTERNMATCH採用影像比對模式，事先區分GOOD/NG之檢測影像，於檢測時作比較STATISTICALPATTERNMATCH

輸入的資料較PatternMatch多，並作分類以作為統計樣本，當影像資料可在樣本中找到時，則自動作該影像臨界值的比較，其比較係採相似度做法KNOWLEDGEBASED係採取被檢查物件之特徵作為檢測依據，需Good/NG樣本做學習判斷N

EURAL類神經模糊比對法則，係擷取被檢查物件之特徵作為檢測判斷依據Page36of873.6.5AOI應用於SMT迴焊後－元件檢查元件類型(SMD)•矩形晶片(0402mm、0201mm或更大的元件)•圓柱狀晶片•鉭質電容器•鋁製電解電容器•線圈•電晶體•電

阻、電容器陣列•QFP,SOIC(間距為0.3mm或更大)•連接器•異型零件零件裝著方向：0°,90°,187°,270°Page37of873.6.6AOI應用於SMT迴焊後－缺陷檢查缺件：不因基板式樣而受影響偏移：不因基板式樣而受影響極反：有兩極記號的元件墓碑效應電極破裂反白：頂

端和底部有差異的元件錯件：有可辨認字元的元件錫少：其範圍是可程控的引腳浮起：其範圍是可程式控制的錫橋：可檢視細小的橋接空焊銲量過多：其範圍是可程式控制的Page38of87>Lowsolder>Unwettedpins>Missingbypasscaps>Skewed/misplaceddevi

ces>Billboardeddevices>Openpowerorparallelpins>SurfacedefectsAOIAOIDoesnotrequireatestfixtureEasilyappliedtopartially-builtboards.Dir

ectsolderingprocessfeedback.Improvedprocessmonitoringbydetectingdefectsearlier.AppliesboardpowerTestscomponentfunct

ion,toleranceandpossiblyboardfunctionCantesthiddenfeaturesImplication:>Wrongdevices>Misorienteddevice(cap,diode)>Deviceprogramming(flashROM)>Deviced

efects(e.g.cracked,IC)>BGAandotherhiddenpins>BasicdevicefunctionElectricaltestElectricaltest3.6.7AOIandElectricalTestAreBe

stUsedTogether➢Liftedleads➢Tombstoned➢Missingdevice➢MisorientedIcs➢Billboarded➢Openpowerorparallelpins➢Surf

acedefectsAOIandelectricaltestwillbeemployedtogetherascomplementaryinspectionandtesttools.Page39of873-7.PCBA測試要求：★ICT測針

接觸要求：主要因焊點上佈有妨害之物質造成接觸電阻升高，故測針導通不良。而FLUX殘渣為最常見之絕緣物質。★BGAIC功能測試及檢修要求：為提高BGA檢修速度，在PCB設計時，須考慮在BGA腳位拉出線路上設計裸露測試點(PAD)。Page40of87Functionsnecessarytoens

uremountingqualityTable1:TrendsinmountingtechnologyFlscalyearItem2000200320052010Afterscreen-printing2-Dinspect

ionofprinting3-Dinspectionofprinting3-Dinspectionofprinting3-DinspectionofprintingPrintrepairingOff–line(Boardwashing,et

c.)Off–line(Boardwashing,etc.)OnlineAutomaticpartsreplenishment,etc.OnlineAutomaticpartsreplenishment,etc.MounterPreventionofincorrectpart

s-settingPreventionofincorrectparts-settingPreventionofincorrectparts-settingPreventionofincorrectpart

s-settingInspectionafterpartsmountingDefectivemounting(lrregularpositioning,etc)PolarityWrongpartsWrongp

artsInspectionafterreflowsolderingDefectivemountingDefectivebondingDefectivemountingDefectivebondingWrongpartsWrongpar

tsTable1Case2:有腳的SMD零件空焊:原因對策1.零件腳或錫球不平★檢查零件腳或錫球之平面度2.錫膏量太少★增加鋼板厚度和使用較小的開孔3.燈蕊效應★錫膏先經烘烤作業4.零件腳不吃錫★零件必需符合吃錫之需求Ca

se1:QFPlead&leadorBGA錫球與錫球間短路:原因對策1.錫膏量太多(≧1mg/mm)★使用較薄的鋼板(150μm)★開孔縮小(85%pad)2.印刷不精確★將鋼板調準一些3.錫膏塌陷★修正ReflowProfile曲線4.刮刀壓力太高★降低刮刀壓力5

.鋼板和電路板間隙太大★使用較薄的防焊膜6.焊墊設計不當★同樣的線路和間距Page41of87第4章SMT作業不良實例探討Case3:無腳的SMD零件空焊:原因對策1.銲墊設計不當★將錫墊以防焊膜分隔開

，尺寸適切2.兩端受熱不均★同零件的錫墊尺寸都要相同3.錫膏量太少★增加錫膏量4.零件吃錫性不佳★零件必需符合吃錫之需求Case4:SMD零件浮動(漂移):原因對策1.零件兩端受熱不均★錫墊分隔2.零件一端吃錫性不佳★使用吃錫性較佳的零件3.Reflow方式★在Refl

ow前先預熱到170℃Page42of87Case5:墓碑(Tombstone)效應:原因對策1.銲墊設計不當★銲墊設計最佳化2.零件兩端吃錫性不同★較佳的零件吃錫性3.零件兩端受熱不均★減緩溫度曲線升溫速率4.溫度曲線加熱太快★在Reflow前先預熱到17

0℃<註>墓碑效應發生有三作用力:1.零件的重力使零件向下2.零件下方的熔錫也會使零件向下3.錫墊上零件外側的熔錫會使零件向上Case6:冷焊(Coldsolderjoints):原因對策1.Reflow溫度太低★最低Reflow溫度215℃2.Reflow時間太短★錫膏在熔錫溫度以上

至少10秒3.Pin吃錫性問題★查驗Pin吃錫性4.Pad吃錫性問題★查驗Pad吃錫性<註>冷焊是焊點未形成合金屬(IntermetallicLayer)或是焊接物連接點阻抗較高，焊接物間的剝離強度(PeelStrength)太低，所以容易將零件腳由錫墊拉起。Page43of87Ca

se8:零件微裂(Cracksincomponents):原因對策1.熱衝擊(ThermalShock)★自然冷卻，較小和較薄的零件2.PCB板翹產生的應力★避免PCB彎折，敏感零件的方零件置放產生的應力向性，降低置放壓力3.PCBLay-out設計不當★個別的焊墊

，零件長軸與折板方向平行4.錫膏量★增加錫膏量，適當的錫墊Case7:粒焊(Granularsolderjoints):原因對策1.Reflow溫度太低★較高的Reflow溫度(≧215℃)2.Reflow時間太短★較長的Reflow時

間(＞183℃以上至少10秒3.錫膏污染★新的新鮮錫膏4.PCB或零件污染Page44of87第5章BGARework注意事項5-1.BGA包裝產品拆封後，常見的儲存及掌控時間72小時是最大值(假如環境濕度@60%RH

)。拆封後超過72小時尚未使用完的IC元件，必須再烘烤125ºC,12小時後，才可使用或密封包裝儲存。5-2.BGA並非全密封式包裝，它的結構容易在儲存階段吸入濕氣，若後在熔焊爐內迅速加熱，封裝體內的濕氣被蒸發而產生應力，造成封裝體裂開(即為“爆米花效應”Popcorn及

“脫層效應”Delamination”effect)。Page45of87(1)NormalBGADevicesGoldWireChipDieSilverEpoxyMoldingCompoundSubstrateSolderBall(2)PopcornorDel

amBGAduetoMoistureVaporizationduringHeatinginSMTorRemovalDelaminationVoidMoisture(3)PopcornorDelamBGAduetoPlasticStressFailureCollapsedVoidCr

ackPage46of875-3.SAT(ScannerAcousticTomography)forBGA:DelaminationorPopcornBGADevices,andRedareameansVoidorMoistureareaNormalBGA

DevicesPage47of875-4.SummaryoftransmissionX-RaydiagnosticcapabilityFailureModeRootCauseEaseofDetectionRating1(easy)…3…5(hard)ShortsTweaking1Shor

tsDebris1ShortsExcessPaste1ShortsPopcorning1OpensPopcorning2ShortsPoorRework1OpensPoorRework3OpensPlacement1OpensMissingBal

l1OpensPCBWarp3OpensNoPaste4OpensDewetPad5OpensNonwetBump5VoidsReflow/Flux1ColdJointsReflow1Page48of875-5.當BGA需要做整修(Rewor

k)救回程序：5-5-1.從主機板上移除BGA元件時：主機板須先經烘烤100ºC，12小時後，才可執行移除BGA。(而烘烤目的主要是消除BGA結構內濕氣存在,防止Popcorn問題)5-5-2.BGA拆下後

，進行BGA重新植球程序：利用清潔劑或酒精清除焊墊雜質、氧化物→焊墊塗上助焊劑(膏)→重新植球→Reflow→BGA植球完成。5-5-3.BGA重新置放回主機板程序：主機板BGA焊墊清理→鋼板對位，上錫膏→真空吸盤吸取BGA→

影像對位(對準焊墊)→BGA置放→將熱風罩罩住BGA→進行Reflow→完成流焊。Page49of875-6.ReflowProfile在ReflowProcess一般係以四段溫度區Profile控制：5-6-1.預熱區(PreheatZone)5-6-2.熔

錫區(SoakZone)5-6-3.迴焊區(ReflowZone)5-6-4.冷卻區(CoolingZone)※針對BGAChip採密閉式加溫,溫度可控制於3ºC,不影響鄰近零件。※Reflowprocess:利用視窗操作軟體，可全程監控溫度曲線圖。TheM

ount-BackProfileofVT82C686BforVIABGAReworkMachine(Vendor:Martin,Model#:MB1100)Page50of87StartIC被使用過？目檢及DVM檢測(1)PopcornFailure?(2)Vcc-to

-GNDO/Sfailure?烘烤去錫球清洗植球檢查BGA重工植球合格？清洗BenchBoardTestOKYesNoNoYes,havepopcornorVcc-GNDO/SfailureYesNoBenchBoard測試不良品目

檢IC底材是否有隆起浮出之現象烘烤溫度：125C烘烤時間：12HRS於清潔液浸泡2分鐘並以抗靜電刷及乾布擦拭底材。使用烙鐵與吸錫線去除錫球，若有氧化的Pad，需使用錫絲使其重新沾錫。使用植球治具與加熱器。溫度設定：240C加熱時間：3分鐘冷卻時間：1分鍾目檢BGA否有漏球或錫球溶錫不良

於清潔液浸泡2分鐘並以乾布擦拭。5-7.BGA(Rework)救回程序流程圖：ENDPage51of875-8.VT8633Ball-OutDefinition:Page52of87第6章製程ESD/EOS防護技術6-1.EOS:電壓過應力(Elec

tricalOverStress)ESD:靜電放電(ElectrostaticDischarge)6-2.EOS/ESD簡介：6-2-1.電壓過應力(EOS)和靜電放電(ESD)是造成金屬氧化物半導體(CMOS)最普通的故障模式。6-2-2.根據VIA2001年RMA分析，所有電子

系統故障的9%是因EOS和ESD引起。6-2-3.市場不良分析報告顯示EOS和ESD所導致的不良佔前三位(ICProduct)。Page53of876-2-4.由於IC外形，線寬等設計越來越薄，細，使IC更易受EOS及ESD的破壞。6-2-5.ESD會引起潛在的不良(如短路造成漏電流>100µ

A)而無法在工廠製程上發現，但在市場上卻出現毀滅性的不良。DistributionoffailuremodesinsiliconsESD2%GoodDevices56%Design&TestprogramIssue2%EOS7%Popco

rnFilure9%Customers'ApplicationRelatedFailure24%Source:VIARMAAnalysis,2001Page54of876-2-6.何謂EOS及種類EOS:ElectricalOverStr

ess來源廣，時間較長。系統暫態脈波(STP)閃電(LIGHTNING)靜電放電(ESD)電磁脈波(EMP)Page55of87在高電流和短時間時，熱無法快速流過氧化物(SiO2)，故金屬化合物熔化。Page56of87在長脈波寬度和低電力時，熱有足夠的時間流過氧化物，

終致熔化電線。Page57of876-3.EOS的起因：6-3-1.不正確的工作程序a.無標準工作程序(SOP)。b.零件方向(極性)錯誤。c.開機時，裝置移離零件。d.基板裝配品，系統未完全連結就供電。6-

3-2.無EOS管制設備，特別是在『雜訊』生產環境:故應具備a.電源穩壓器&b.電源濾波器※在多台高電力設備同時運作下，交流電源線最易產生暫態火花。6-3-3.不適當地測試零件或基板a.快速切換開關。b.不正確的測試程序，

如IC未加電壓之前便輸入信號。c.電壓力測試設計不當，致預燒(Burn-In)對敏感零件產生過應力。Page58of876-3-4.使用不好的電源供應器a.特別是轉換式電源供應器，如設計不當會成為雜訊產生源。b.無過電壓(overvoltage)保護線路。c

.電源濾波不足。d.暫態抑制不足。e.保險絲選擇不當，未能提供適當的保護。6-3-5.無適當的設備保養和電源監測a.設備未接地(注意:如SMT/CLEANING/ICT/錫爐/拆焊機/電烙鐵設備….)。b.接點鬆動引起斷續事故。c.電源線管理不當或未注意防止線材絕緣不良,造成漏電。d.未監

測交流電源的暫態電壓或雜訊。e.供給產品測試用的電源供應器電壓輸出功能無適當之校驗機制。Page59of876-3-6.EOS不良品分析圖片：SeriousBurnoutareabyEOSa.EOS嚴重燒毀之外觀不良IC圖片：VDD-5VSTBcore(

Metal2)ofVT82C586BwasseriousburnedoutBurn-outspotGNDcore(Metal3)ofVT82C586Bwasburnedoutb.EOS嚴重燒毀之ChipF.A.圖片(1)：Page60o

f87c.EOS嚴重燒毀之ChipF.A.圖片(2)GNDandVCC3.3VofVT82C598MVPwereseriousburnedout.Page61of876-4.EOS的預防6-4-1.建立和裝置適當的工作程序。6-4-2.定期地執行交流電源的監

測，必要時裝置EOS管制設備(如濾波線路，暫態抑制線路)，及電源設備校驗。6-4-3.確保適當地測試IC、基板等。a.審查測試計劃，是否有快速切換開關，不正確的測試程序。b.從零件供應商取得最安全的定額率，以確保它

們完全不會被過度驅動。c.確保適當地設計可靠度應力測試，特別是Burn-In。d.確認排除/降低大於200mv的雜訊。e.用突波吸收器(surgeabsorber)來箝制電壓火花。Page62of876-4-4.用好的電源供應器(SPS)a.過電壓防護(注意→+5V輸出：應

在5.7~6.7V保護)。b.適當的散熱能力。c.在重要位置要使用保險絲。6-4-5.工廠須維持嚴密的設備/治具/轉接卡(金手指)保養制度，並每日點檢:a.設備各部份皆適當地接地。b.無鬆動連接。c.輸出功能正常。(注意:電源供應器建議每6個月校驗

1次)d.設備漏電檢查(注意:高電力設備如錫爐,清洗機,拆焊機,電烙鐵…..)。檢查設備金屬外殼對電源接地端是否<0.3Vac?e.轉接卡接觸點(金手指)檢查是否有近似短路之情形。Page63of87-2交流電源:是否a.很多高電力機器共用一電源,可能會產生突波,暫態?--

--------b.現有設備易受電壓火花或暫態影響?----------c.經常發生電壓跳動?----------d.任何電源開關,插座無鬆動連接?----------備註:6-4-6.EOS稽核查檢表(範例)A.稽核員:

B.站別:C.稽核日期:年月日D.稽核時間:時分E.確認者:-1基板裝配:是否a.產品是否裝在正確的位置?----------b.產品是否在加電壓前便適當地裝進插座?----------c.產品未在加

電壓時裝入或移開?----------d.電烙鐵,錫爐,拆焊機,清洗機設備漏電檢查正常?(<0.3Vac)----------備註:Page64of87-3系統環境:是否a.是否裝置過電壓保護線路?----------b.保險絲的定額值正確嗎?------

----c.雜訊程度是否大於200mv?----------備註:-4電性測試:是否a.加電壓的順序正確嗎?----------b.現有測試程序中,是否有快速切換開關?----------c.測試參數是否超過規格界限值?----------d.轉接卡,記憶體卡接觸點(金手指)無近似短路之情形

?----------備註:Page65of876-5.ESD的起因：6-5-1.不適當描述零件對ESD的敏感度。產生源濕度10-20%RH濕度65-90%RH走過地毯35,000V1,500V走過粗帆布12,000V250V在工作檯工作6,000V100V塑膠套中的紙張7,000V60

0V拿起一只塑膠套20,000V1,200V布套椅子18,000V15,00V*本表節錄自美國國防部，軍規手冊(MIL-STD)263.1987，表2及表3。靜電可能產生的電位Page66of87ChargedDeviceModelCapprox.

3pFRapprox.25ohms(Ω)Lapprox.10nHHumanBodyModelC=100pFR=1500ohms(Ω)MachineModelC=200pFL=0.75μHESDModel(1)TheHumanBodyModel(H

BM)istheESDtestingstandard,andisdefinedintheMIL-STD-883Cmethod3015.7.Itrepresentsachargedpersontouchingagroundeddevice.Itistheoriginalmodelusedt

osimulateESDdamagebyahuman,andisthemostwellknown.EOS/ESDAssociationStandardS5.1–1993describesuseoftheHBMfordeviceclassification.(2)TheMa

chineModel(MM)representsaworstcaseHBM.Itprovidemorerealisticsimulationofactualdamagenormallyobtainedfromapersonholdingatool.EOS/ESDAssociation

DraftStandardDS5.2–1993describesuseoftheHBMfordeviceclassificationandhasbeenreleasedforcomment.(3)The

ChargedDeviceModel(CDM)simulatesthedamageresultingfromachargeddevicecontactingametalgroundedsurface.Th

isfailuremodeisverydamagingandisassociatedwithautomatedhandlingequipmentanduseofdiptubes.EOS/ESDAssociationDraftStandardD

S5.3–1993describesuseoftheCDMfordeviceclassificationandhasbeenreleasedforcomment.Page67of876-5-2.ESD保護線路不適當。

6-5-3.ESD管制不足。a.作業員未戴抗靜電環(接地腕帶)接觸IC。b.缺乏對所用材料的防靜電管制。c.工作站未接地。d.自動化系統的設計不當，致引起充電裝置模式失效，Ex:ICT,ATE,SMT……→ChipSet不良高。e.

濕度低(<30%RH,如在寒冷乾燥環境)。6-5-4.缺乏ESD警覺意識和訓練。(可依JESD625-A及IPC-A-610C標準規範教育訓練)Page68of87SEMphotoofdrain/gatediffusionedgedamageSEMphotoofsili

conmeltingduetocurrentfilamentationinanMOSoutputtransistorSEMphotoshowingholesatthesilicontofieldoxideinterfaceinthedraindiffusionofanFODprotection

deviceSEMphotoofannMOStransistorinanoutputbuffershowingdamageatthedrain/gatediffusionedge.6-5-5.ESD不

良品分析圖片：Page69of87TheSEMphotographofthecontactburnoutatESDprotectioncircuitofpad60(Lvref)forVT3091AdevicePad60(Lvref)Poly

gatePolygatea.VT3091AESD_HBMpad60(Lvref)failSEMphotoofdamageduetoapolycrystallinefilamentinatrickoxidedevice.SEMphotoofacontactholeinthedraindiffusio

nofanoutputtransistorshowingcontactspiking.Page70of87b.VT3091AESD_HBMpad63(VCC2)failTheOMandSEMphotogr

aphofthepolyburnoutatpad63(VCC2)forVT3091AdevicePad63(VCC2)Pad63(VCC2)PolylayerPage71of876-6.降低靜電電壓的來源6-6-1.人(注意：人體感染靜電可能超過3000V)。a.

戴抗靜電環(接地腕帶)(註：靜電放電時，約在1µs~1ns時間內電荷消失)。b.或穿導電衣、鞋。(表面阻抗在10E5~10E9歐姆)6-6-2.廣泛使用抗靜電或導電的直接材料和間接材料。6-6-3.建立靜電安全工作站、區。6-6-4.確保設備不會產生200V以上的靜電電壓。6-6-

5.工廠環境維持相對濕度在40%RH~60%RH。6-6-6.使用空氣游離器(AirIonizers),使靜電壓衰減至<35v。Page72of87項目電阻值-1腕帶到插頭/夾子500KΩ~10MΩ-2工作桌面接地線到接

地1MΩ±250KΩ-3地氈接地線到接地1MΩ±250KΩ-4設備外殼到接地＜1.0Ω-5接地方塊到接地＜1.0Ω-6工作桌面的按扣到按扣＜1.0Ω-7電烙鐵銲接頭到接地＜1.0Ω★銲錫和拆焊機設備之交流電評估用三用電錶量其尖部到電源線上接地插頭之間的電

阻值，此值應小於1Ω(在未通電時);在通電時,烙鐵頭至電源接地點間交流電壓值應小於0.3VAC.(參考:IPC-A-610C,3.1)彙整靜電放電保護設備的規格Page73of876-7.執行持久性的訓練和改善6-7-1.確保工作人員的警覺意識和訓練。6-7-2.確保有

效執行ESD防護及每日/周/季/半年點檢。6-7-3.不斷改善ESD管理和易受ESD影響的零件。Page74of876-7-4.ESD防護定期檢查事項(根據JESD625-A,page9)Page75of87Page76

of87第7章IC故障分析(FailureAnalysis)7-1.為得真正的不良原因，需做失效分析。7-2.某些明顯的特徵可用來區別EOS或ESD不良。7-3.大部份的EOS不良都是很明顯的接合線開路、燃燒痕跡。7-4.ESD不良

是很細小的，不易找出。7-5.因應IC製程技術不斷創新,相對地F.A技術亦須提高。Page77of87ReceivereturnsamplesExternalVisualPasstosubcontractorScanningAcousticTomography(SAT)Baki

ng12hours,125℃Re-ballFunctiontest(ATE)TestonBenchBoardReturnsamplestocustomerAnalyzefailuremodeDownloaddatalogF/AreportF/AF/A(X-

Ray,Decap)PassFailPassFailPassFail7-6.Theanalysisflowofreturnsamplesisasfollows:Page78of87附錄:VLSI製程測定評估項目和量測法Page79of87Page80of87第8章RMA退貨處理、

更換良品之注意事項NoticesforhandlingRMAgoodsandreplacementcriteria1.Purpose目的：IllustratetheRMAanalysisandexchangecriteriaofVIA'sQAdep

artment.說明VIA'sQA部門針對客戶RMA退貨的分析、換貨處理原則。2.Noticesforhandling處理注意事項：2-1.PleaseRMAdep.ofcustomerssortVIA'sICaccordingtotopmarkingofIC,byprodu

ctnameandrevisioncode,beforereturningtheICs.AlsopleasedonotreturntheICwithdatecodethat'soveroneyear,becausetheICwa

sshippedfromVIAforalongtime,itmustpassthefinaltestofcustomer,nolongerunderVIA'swarranty.請客戶RMA單位依據的IC正印資料予以分類，但是生產週期（DateCode）超過現在18個月者，由於該

類材料由威盛出貨已久，客戶應已經過完整的測試程序出貨給市場客戶，多為市場客戶使用不良的維修換下，因此已不在VIA品質保證的範圍（OutofWarranty）。Page81of872-2."Popcorn"failureorseriousopen/shortfai

lure(shortfailureofVCC-GNDorovertwofailedpinswithO/Sfailure)thatarecausedabnormaloperationorimproperstorageconditionduringcustome

r'sprocess/rework,VIAwillnotexchangenewparts.因客戶製程/維修過程中的加工操作不當或儲存及使用條件因素，造成IC外觀變形或爆板（popcorn），或者嚴重open/short不良者（超過兩個pin以上的open/shortfailure或

VCC-GND短路），所以也不在VIA品質保證的範圍，不予換貨。Page82of872-3.AccordingtoWQ-27「RMAtest&analysisworkinginstruction」,VIA'sQAhastorecordlotNo.anddatec

odeoftopmarking,thenproceedsamplingtest.IftheGOODDEVICERATEisgreaterthan20%,thegoodpartsmustbereturnedduetocustomer

s'improperprocesscontrolandudgment,VIAwillNOTexchangeallRMAQ’tybuttheexactfailurerateofdevices.<Note>VIAwillbring

orsendthesampledgooddevicesbacktoustomerinordertodofurtherverification.客戶退貨品，VIAQA部門將依據「RMA測試分析工作指導書（WQ-27）」登記所有退回材料

的正印批號和datecode，並執行抽樣分析，如果RMA良品率超過20%，應為客戶本身的製程因素造成不良，客戶（維修單位）誤判為VIA的IC品質問題，而將IC拆下，退回VIA，將依照實際不良的比率更換，不再以100%全數更換。（註：抽測分析過之良品，將展示或寄回給客戶參考驗證）Page83of

872-4.PleasecustomermarkfailuresymptomorfailurecodeonthesurfaceofreturnedICbypencilorlabel,andpleasealsoprovidefailur

ecodelisttoVIA,inordertoshortenthetimingforClassifyingproblem,test,analysisandreplacement.客戶退回之RMAIC，請在IC表面用鉛筆或標籤確實註明不良現象或代號，並附上代號表，以縮短QA部門問題分類、分析、測試

、統計及換貨的處理時間。Page84of872-5.PleasecustomerplaceICwithsamemodel(VT82XXXXXX)andrevisioncodeCDorCEthat'sbehindDatecode）insamepropertray.Alsopleasest

rap10traysplus1emptytraytogether.PleaseDONOTmixdifferentmodelorrevisioncodeinonetray,VIA‘swarehousewillinconvenientlycalculatet

heexactreturnQ’ty.VIAwillfeedbacktocustomerifthereisover1%mixturerate.Inordernottoaffectthereplacementschedule,pleasecustomerpaymoreattentiontoc

lassifytheRMAIC.請客戶RMA單位依據IC正印資料予以分類，將相同之IC型號VT82XXXXXX）與IC版本（DateCode以後CDorCE等等）集中放置於合適的Tray盤中，並以10盤加一空

盤為一把。請勿將不同型號與DateCode版本IC混在同一Tray盤與同一把Tray盤中退回至VIA，造成我們倉管對IC數量統計整理之不便。若經倉管反應客戶退回品有1%以上的混料情形，VIA將立即反應至客戶端，避免影響換貨時間，請客戶配合注意整理材料。Page85of87

2-6.PleasecustomersupporttoreturnRMAIConceevery30~45days,inordertospeeduptheRMAoperationtiming.請客戶RMA單位協助每隔30~45天退RMA不

良品一次，如此可避免RMA不良品之分析與良品交換處理之不便，並加快處理之作業時間。2-7.Ifcustomerwantstoexchangenewlygooddevices(vacuumpackingisunsealed,buttheICarenotused),ple

asecustomermustreturntheseICwithoriginalpackage.Ifthestrappingoftraysisreleased,pleasecustomersupporttotig

htenthetraysbyrubberbandorstrap,DONOTuseadhesivetape,inordertokeeppollutionawayfromthetraysandICs.若有客戶良品（真

空包裝袋已拆封而尚未使用IC）退回換貨情況時，請客戶務必以原包裝退回；若Tray盤的束帶已經拆開，嚴禁使用膠帶(Tape)束緊與固定Tray盤，此舉容易造成Tray盤與IC之髒汙，請客戶RMA單位協助以粗橡皮筋或打帶專用之束帶

來固定Tray盤。Page86of87**Pleasecustomerssupporttocarryout.HopecustomersmaycherishallusefulICsandavoidunnecessaryfailureco

st.以上注意事項,希望客戶能確實愛護可利用的資源,降低不必要的失敗成本Page87of87結束THANKS!