BGA 불량수리분석및매뉴얼솔더링기술소개 리젠아이함덕재상무 www.regeni.com 서울금천구가산동 493-6 대륭테크노타운 6차 1109 호 TEL : 02-866 866-7285, FAX : 02-866 866-1197
목 차 1 리젠아이사업소개 2 Rework 환경분석및대책 3 Rework 에적용되는열전달방식 4 Rework 사례
사업 소개 불량발생경로및대안 불량유형 생산불량 시장불량 불량원인 SMT 불량 불량 부품불량 PCB 불량 불량냉땜부품열화 사양오류 PCB 사양 고객과실 처리유형 자체수리 폐기 자체수리 폐기 문제점 - 고정비용부담 - 수리를위한설비투자비증가 - 누적건증가시비용부담증가 - 재생가능한고급자원을원료수준으로재생시자원낭비 - 폐기로인한환경오염증가 대 안 디지털제품의소형화, 고밀도화로인해솔더링 ( 부품교체, 수리 ) 에대한중요성이부각되고있으며, 특히 SMT전문기업및반도체제조기업은부적합품발생시자체적인솔루션으로대응함에따라고비용이소요되고있으며전문인력또한부족한실정입니다. 저희리젠아이는이러한부적합품처리에대한고품질의재제조및수리기술을제공하여고객의비용절감과친환경에기여하고있습니다.
사업 소개 주요제공서비스 Pattern Repair BGA Reball / Rework Parts Re-use CSP, QFP SOP(Small Outline Package) DIP (Dual-in-line Package) www.regeni.com
전자부품재제조공정 사업소개 PCB Baking ( 습기제거 ) CHIP Detach ( 부품분리 ) Dressing ( 잔납제거 ) Reballing & Alignment ( 리볼링 & 핀정렬 ) 세척 ) Cleaning ( 세척 Visual Inspection ( 외관검사 ) X-Ray Inspection ( 방사선검사 ) Function Test ( 기능검사 ) Chamber Working Range +10 ~ +250 SPEC : 125 (± 5 ), 24H~48H R04/QX-2 BGA Rework 장비 장비세팅 SPEC : 250 ( 부품표면온도 ) 모든부품은열관리시트에의거하여작업. BGA Chip Under-fill, Over-fill제거 제거 SPEC : 130, Solder-wick 을사용하여잔납제거. QFP,SOP Type 리드 리드잔납제거 Solder-wick 을사용하여잔납제거. 리드 Alignment 주의하며작업한다. BGA Chip Reballing 자체개발키트를사용하여 Reballing Reflow : 4CH QFP, SOP Type 리드 Alignment 리드 현미경활용잔납제거상태확인. 리드 Alignment 상태확인 초음파세척기이용세척. BGA Type Solderball Alignment QFP, SOP Type 리드 Alignment Solderball 내부 Sampling / 옵션사항 BGA,SOP Type TEST Tool을활용하여동작 옵션사항 리드 내부 Void 관찰 동작 TEST www.regeni.com
Rework 환경분석및대책 실장기술및부품의변화 SOLDERRIN NG TECHNICS IMT DIP(Dual-in-line Package) - 명 SMT BGA(Ball Grid Array) SOP(Small Outline Package) 0603 1005 COB CSP(Chip Size Package) FC(Flip Chip) Embeded 0402 2012 1 세대 2 세대 3 세대 4 세대
Rework 환경분석및대책 솔더링변화와 Rework 환경분석 온도, 비용, 설비중량및공간 IMT( 수삽및유연솔더 ) 특징 : 수납위주, 실장 : 수삽및 Flow Soldering 솔더 : SnPb 인두기 : 40~60w 리웍장비 : Dipping Machine 리웍투자비용 : 약1 천만원 전체중량 : 약 20kg SMT( 자삽, 무연솔더 ) 특징 : 고온솔더적용으로인한과도한투자, 열충격발생 실장 : 자삽및 Reflow Soldering 솔더 : Pb free(snagcu) 인두기 : 80w~ 열풍기 : 전통적인열풍기 리웍머신 리웍투자비용 : 약4~6 천만원 전체중량 : 150kg 리웍머신 : Hot Air Rework System SMT( 자삽, 무연및저온솔더 ) 특징 : 부품소형화, 저온솔더수요증가 실장 : 자삽및 Reflow Soldering 솔더 : Pb free(snagcu,bi,zn) 인두기 : 60w~ 열풍기 : 복합슬림형열풍기 리웍머신 : IR Rework System 리웍투자비용 : 약1~2 천만원 전체중량 : 50kg~100kg 1 세대 2 세대 3 세대
문제점대책 ( 안 ) 1. 무연솔더적용제품리웍시과도한열충격 - 부품의열화로인한진행성불량발생. - Mold(Socket, Connecter) 변형 - BGA 솔더링신뢰성 - PCB 휨, 변형 Rework 환경분석및대책 Rework 환경변화에따른문제점및대책 2. 인두기는열량이높아야한다 ( 선입견 ) - 불필요한고열량의인두기사용 (80W이상) - 부품및 PCB 열화발생 - 구매비용및소모품비용이증가됨 열풍기 ) 의오남용 - 설정온도와토출온도의편차가큼. - 열풍기의과도한사용으로부품열화발생 - 히터S/W는하루에두번사용한다? ( 작업의효율성을위해히터S/W를켜놓고작업을하여, 전력손실및발화예상됨 ) 3.Hot Air Gun( 열풍기 4. 리웍시스템도입에대한선입견 - 성능이좋은장비는사용방법이어렵다. - 장비제조사의기술지원이불가능하다. 불량은전량폐기한다. - 수리율감소 ( 폐기율증가 ) 로인한비용손실 5. PCB Pattern 불량은 적외선방식리웍시스템적용 - 솔더융점과유사한범위 (220~250도) 에서작업가능 - 적외선의고유한직진성과투과성으로인한 Mold부품의변형을최소화시켜줌.( 적외선파장 :3μm ~25μm ) 온도프로파일컨트롤이가능한열풍방식리웍시스템적용 - 상승온도구간의초당온도변화제어가가능할것 - 예열 (Preheating) 구간공정준수가매우중요함. 작업에알맞은열량의인두기사용 - 무연솔더링 60W급인두기라면충분하다. ( 높은온도에서작업시인두팁수명저하및전력손실발생 ) - 프리히터와함께사용권장 열풍기올바른사용및적절한선택 - 열풍기를사용할때도예열 (Preheating) 공정이매우중요함. ( 하부프리히터와함께사용을권장 ) - 토출온도에대한실측후적용 ( 토출온도 240 ~260 권장 ) 컴퓨터시스템이적용된제품을선택한다. - 자동온도설정기능내장제품의도입 - 지속적인리웍기술지원이가능한전문업체제품구매 불량별 (Via Hole, Pattern, 도금불량, PSR 불량 ) 서비스가능 - 현미경확인가능수준까지패턴수리기술향상 PCB 불량별
Rework에적용되는열전달방식 열전달방식의구분 ( 전도열 ) ( 대류열 ) ( 복사열 )
Rework에적용되는열전달방식 Conduction( 전도열 ) 고체물질을통해열에너지를전달하는방식
Rework에적용되는열전달방식 Conduction( 전도열 ) 세라믹인두기온도조절방식 - 유지보수비용저렴
Rework에적용되는열전달방식 Conduction( 전도열 ) 고주파인두기온도조절방식 - 유지보수비용다소높음.
Rework에적용되는열전달방식 Convection & Radiation ( 대류열 + 복사열 ) 대류열과복사열에의해열에너지가전달되는방식 IR IR
Rework에적용되는열전달방식 Convection & Radiation ( 대류열 + 복사열 ) BK-R710 실시간온도프로파일
Rework에적용되는열전달방식 Radiation( 복사열 ) 전자기 ( 근적외선 ) 파장에의한열전달방식 (0.72μm ~ 3μm ) - 파장이짧아투과율이높다.
BGA Rework 사례 BGA REWORK 관련사례 IMT SOP LQFP BGA
BGA Rework 사례 BGA 불량사례
BGA Rework 사례 BGA 불량사례
BGA Rework 사례 BGA 불량동영상 3D 불량영상 솔더볼확대영상 3D 분석영상
BGA Rework 사례 BGA 불량사례
BGA Rework 사례 BGA 불량사례
BGA Rework 사례 BGA 불량사례 63Sn-37Pb 공정솔더유연유연솔더 96.5Sn-3Ag-0.5Cu SAC305 pb-free Lead-free 무연무연솔더무연납 (X) 무연납땜 (X)
BGA Rework 사례 BGA 불량사례 무연솔더유연솔더
BGA Rework 사례 BGA 불량사례 96.5Sn-3Ag-0.5Cu 온도조건 63Sn-37Pb 온도조건
BGA Rework 사례 원인분석 Chip Maker SMT 분쟁 PCB Artwork
BGA Rework 사례 간단한 BGA 불량분석 분석구분작업후결과 Chip SMT Artwork PCB 정상동작 A급칩으로교체동일증상정상동작리볼 / 리웍동일증상 불량보드 (A) A( 정상 ),B( 불량 ) 정상보드 (B) A( 정상 ),B( 정상 ) BGA 스왑 A( 불량 ),B( 정상 ) A( 불량 ),B( 불량 ) 전자공구의모든것
Rework 환경분석및대책 열풍기의토출온도에대한실험 목적 - 간이형 Rework 장비의열특성을파악한다. - 사용중인 Hot air 방식의간이형 Rework 장비에대한실험을통하여 전자부품의열충격을최소화한다. - 보유장비의효율극대화를통한생산성향상과품질향상에기여한다.
Rework 환경분석및대책 열풍기의토출온도에대한실험 실험장비
Rework 환경분석및대책 열풍기의토출온도에대한실험 실험장비
Rework 환경분석및대책 열풍기의토출온도에대한실험 열풍기온도측정
Rework 환경분석및대책 열풍기의토출온도에대한실험 온도실험 (1)
Rework 환경분석및대책 열풍기의토출온도에대한실험 온도실험 (2)
Rework 환경분석및대책 열풍기의토출온도에대한실험 온도실험 (3) 전자공구의모든것
Rework 환경분석및대책 열풍기의토출온도에대한실험 온도실험 (4) 전자공구의모든것
Rework 환경분석및대책 프리히터온도에대한실험 온도실험 (5)
Rework 환경분석및대책 결론 열풍기의사용범위 BGA Type 15mm X 15mm 이하 Chip size 부품의 Rework에품질확보가가능하다. Preheating 온도센서기준으로 PCB Bottom 의예열온도가 150 ~190 수준으로상승하면열풍가열을 시작한다. heating Nozzle 또는토출구의 온도를 측정하여 240 ~260 수준으로 120초이상가열하지않도록한다. 온도측정열풍기사용 시측정을위한온도계또는온도센서를필히구비하여측정값에의한온도설정후운영한다. 실험결과와같이일반간이형열풍장치는소형 BGA 부품과비교적간단한 Rework 에유용하며, 정밀하고열에민감한부품은전문 Rework System 의사용을추천합니다.
감사합니다. www.regeni.com