基于无铅工艺的手机芯片UV胶绑定可靠性分析

影响手机质量的一个重要因素，是手机主板上芯片焊点的可靠性问题。为了提高芯片焊点的可靠性，很多知名公司都采用底部填充的工艺；而在笔记本电脑制造行业已经成熟的UV胶绑定工艺，目前在手机领域还没有得到大规模的应用。

本文主要探讨在无铅工艺下，比较不点胶、UV胶绑定和底部填充对手机主板芯片的焊点可靠性的影响（采用滚筒跌落试验作可靠性验证和切片试验等进行失效分析），同时探讨手机芯片边角UV胶绑定的相关工艺和可靠性问题。

实验设计

对同一产品的一个批次随机选择6块手机主板，实施三种工艺流程：2块不点胶或底部填充，2块对主芯片底部填充，2块对主芯片的四个角作UV胶绑定，如表1所示：

验证流程

参照标准GB2423.8，选用滚筒跌落仪进行可靠性验证，具体流程如下：1、确保选择的板子通过AOI、目检、X-Ray检查，并通过所有功能测试；2、对选择的6块主板：2块不做点胶；2块做底部填充；2块做UV胶边角绑定，烘干固化后进行试验；3、模拟手机组装固定方式制作主板的跌落夹具； 4、按照试验经验选择1，000mm高度的滚筒进行跌落试验; 5、每跌落100次做全功能测试，直到出现问题为止；6、对出现不良的主板进行失效分析。

试验结果

实际滚筒跌落试验结果如图2所示。

主板跌落后测试结果：6部跌落试验样机主板跌落失效信息均为无法开机。

失效分析

经过测试技术人员对失效主板进行分析，确认为主芯 片或闪存失效导致无法开机。对失效位置进行切片（见图3）验证，结果如下：

A1板切片后，主芯片焊点U17在焊盘和锡球焊接处有开裂现象，如图4所示。

A2板切片后，主芯片焊点U1在PCB侧焊盘处出现局部开裂现象，如图5所示。

B1板切片后，主芯片焊点A17在PCB焊盘下方有开裂现象，如图6所示。

B2板切片后，主芯片焊点U17在PCB焊盘与锡球之间有开裂现象，如图7所示。

C1板切片后，主芯片焊点U1在PCB焊盘和锡球之间有开裂现象，如图8所示。

C1板切片后，主芯片焊点U1在PCB焊盘和锡球之间有开裂现象，如图9所示。

返修工艺对比

对底部填充和UV胶绑定工艺手机主板的返修情况及工艺成本进行比较（见表2），UV胶绑定芯片返修容易且没有报废。

综合胶水、人工、设备、工艺等方面粗略估算，底部填充工艺的返修成本是UV胶绑定方法的两倍以上。

小结

通过以上试验数据比较和失效分析可以得知：

1、手机主板的芯片最容易失效的部位是四个角部的焊点;

2、运用UV胶绑定或底部填充工艺，主板抗跌可靠性 要比不使用这两种工艺的产品高两倍以上；

3、底部填充工艺对焊点的保护和产品的可靠性的提高 稍优于UV胶绑定工艺，但UV胶绑定在实际应用中 可操作性强，易返修且成本低50%以上；

4、这两种不同的加强可靠性方法，设计者可以根据需要选择相应的工艺。