基于無鉛工藝的手機芯片UV膠綁定可靠性分析

影響手機質(zhì)量的一個重要因素，是手機主板上芯片焊點的可靠性問題。為了提高芯片焊點的可靠性，很多知名公司都采用底部填充的工藝；而在筆記本電腦制造行業(yè)已經(jīng)成熟的UV膠綁定工藝，目前在手機領(lǐng)域還沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用。

本文主要探討在無鉛工藝下，比較不點膠、UV膠綁定和底部填充對手機主板芯片的焊點可靠性的影響（采用滾筒跌落試驗作可靠性驗證和切片試驗等進行失效分析），同時探討手機芯片邊角UV膠綁定的相關(guān)工藝和可靠性問題。

實驗設(shè)計

對同一產(chǎn)品的一個批次隨機選擇6塊手機主板，實施三種工藝流程：2塊不點膠或底部填充，2塊對主芯片底部填充，2塊對主芯片的四個角作UV膠綁定，如表1所示：

驗證流程

參照標(biāo)準GB2423.8，選用滾筒跌落儀進行可靠性驗證，具體流程如下：1、確保選擇的板子通過AOI、目檢、X-Ray檢查，并通過所有功能測試；2、對選擇的6塊主板：2塊不做點膠；2塊做底部填充；2塊做UV膠邊角綁定，烘干固化后進行試驗；3、模擬手機組裝固定方式制作主板的跌落夾具； 4、按照試驗經(jīng)驗選擇1，000mm高度的滾筒進行跌落試驗; 5、每跌落100次做全功能測試，直到出現(xiàn)問題為止；6、對出現(xiàn)不良的主板進行失效分析。

試驗結(jié)果

實際滾筒跌落試驗結(jié)果如圖2所示。

主板跌落后測試結(jié)果：6部跌落試驗樣機主板跌落失效信息均為無法開機。

失效分析

經(jīng)過測試技術(shù)人員對失效主板進行分析，確認為主芯 片或閃存失效導(dǎo)致無法開機。對失效位置進行切片（見圖3）驗證，結(jié)果如下：

A1板切片后，主芯片焊點U17在焊盤和錫球焊接處有開裂現(xiàn)象，如圖4所示。

A2板切片后，主芯片焊點U1在PCB側(cè)焊盤處出現(xiàn)局部開裂現(xiàn)象，如圖5所示。

B1板切片后，主芯片焊點A17在PCB焊盤下方有開裂現(xiàn)象，如圖6所示。

B2板切片后，主芯片焊點U17在PCB焊盤與錫球之間有開裂現(xiàn)象，如圖7所示。

C1板切片后，主芯片焊點U1在PCB焊盤和錫球之間有開裂現(xiàn)象，如圖8所示。

C1板切片后，主芯片焊點U1在PCB焊盤和錫球之間有開裂現(xiàn)象，如圖9所示。

返修工藝對比

對底部填充和UV膠綁定工藝手機主板的返修情況及工藝成本進行比較（見表2），UV膠綁定芯片返修容易且沒有報廢。

綜合膠水、人工、設(shè)備、工藝等方面粗略估算，底部填充工藝的返修成本是UV膠綁定方法的兩倍以上。

小結(jié)

通過以上試驗數(shù)據(jù)比較和失效分析可以得知：

1、手機主板的芯片最容易失效的部位是四個角部的焊點;

2、運用UV膠綁定或底部填充工藝，主板抗跌可靠性 要比不使用這兩種工藝的產(chǎn)品高兩倍以上；

3、底部填充工藝對焊點的保護和產(chǎn)品的可靠性的提高 稍優(yōu)于UV膠綁定工藝，但UV膠綁定在實際應(yīng)用中 可操作性強，易返修且成本低50%以上；

4、這兩種不同的加強可靠性方法，設(shè)計者可以根據(jù)需要選擇相應(yīng)的工藝。