化金板上锡不良改善报告(2011-12-23).doc

技术报告 文件编号：收件生产、品管、客服、副总办制作 2011/12/23抄送王主管、叶经理、杨经理、席经理、刘副总审核FAX批准事件 主题：化金板上锡不良跟进改善报告责任对象加工现状描述从9月份开始客户端抱怨化金板上锡不良频繁，9-11三个月均有上锡不良投诉5-6起，现我部根据客户端提供实物板进行相应的测试分析，结合深昊的改善意见，提出了一系列改善措施并要求生产严格执行，待跟进改善后化金板在客户端上线品质状况，从12月份客户投诉状况来看，上锡不良已有明显改善。不良 案例1、 上锡不良案例1.1、8-12月份上锡不良统计月份8月9月10月11月12月（截止12月23日）上锡不良（件）16551 9-11月上锡不良投诉明显增多 8-12月共投诉18件上锡不良分布图1.2、客户投诉上锡不良典型案例如下1.2.1不熔金、缩锡发黑案例料号不良描述不良率不良周期相关图片4513BGA处不上锡，且有轻微的发黑2%3111BGA处不上锡且有发黑18901PAD吃锡不良，表现为部分不熔金6%3711明显有不熔金4532整PCS不吃锡，金完全未熔，轻拨零件就会脱落2.5%4111整板不熔金且掉件不良案例1.2.2案例分析料号BGA处EDS图片EDS光谱图给客户端结论4513外界污染18901金面轻微污染4532金层有阻焊层，可能有菌类污染1.2.3小结从上述三个案例分析来看，不熔金、缩锡发黑应为焊接过程中润湿性不够，导致无法熔掉金层或无法形成IMC层，继而产生上锡不良；影响润湿性原因很多，PCB表面污染、镍层腐蚀氧化等都会影响影响润湿效果，客户端炉温低、锡膏助焊剂差等也会影响润湿性。上锡不良模拟分析 2、原因分析（鱼骨图）上锡不良锡膏退洗作业不规范辅助工具不良培训不到位PCB不良参数不当保养不到位酸碱恶劣环境人物环机法锡膏异常客户炉温异常问题调查3、原因分析：3.1.PCB不良原因3.1.1.从化金包装所有工序操作时未佩戴干净手套或工作台面不洁都会使金面带来污染；3.1.2.我司金板基本为先化金后文字，文字不良会有一定比例的退洗，如若有退洗不净，残留文字油就会变成污染源；3.1.3.化金线保养不到位3.1.3.1.镍缸及金缸后水洗未按要求更换保养导致水质很差（现场检查时缸壁滑手），水洗又为酸性，酸性环境下极易产生菌类，菌类可能会附着金面成为污染物；3.1.3.2.化金后处理酸洗及其后两水洗日常保养时未用扫把对缸壁进行彻底清洁，缸壁有滑手污垢，后处理滚轮未按要求频率用酒精浸泡清洗，不但板面清洗不净可能会给板面带来新的污染；3.1.4.金槽金浓度偏低、镍层磷含量偏低、草酸残留等都会对镍层造成攻击，镍层腐蚀严重或氧化时会形成脆弱的IMC层或无法形成IMC层。3.2.客户端存在问题点3.2.1.客户端印锡膏时存在漏印锡膏情况（261跟线时发现由于印制锡膏后无专人检验或AOI导致一定比例漏出贴片），漏印锡膏肯定会照成上锡不良；3.2.2.客户端印制锡膏后放置过久、印制锡膏退洗不良等情况都会导致上锡不良；3.2.3.客户端炉温不稳定、reflow未充氮气等都会造成上锡不良。调查跟踪4.不良问题跟踪4.1.上文提到的3.1.1及3.1.2在之前的上锡不良改善方案中早有要求，各部门必须严格按章操作。4.2化金线保养不到位，并不是化金未做保养，而是在酸碱泡或换槽时未用扫把或碎布彻底清洗槽壁污垢，还有部分水洗未按要求更换，可能让缸壁滋生菌类有“可趁之机”。4.2.1.前处理酸洗槽大保养后及用扫把及碎布彻底清洁后对比污垢已被清理明显有污垢 4-1酸碱泡后缸壁仍有污垢 4-2用扫把彻底清洁后4.2.2.金回收后水洗槽缸壁大保养后及用扫把及碎布彻底清洁后对比用扫把清洗多次才能清洗干净，此污垢可能为菌类白色污垢 4-3酸碱泡后缸壁有白色污垢 4-4用扫把彻底清洗后调查跟踪4.2.3.后处理酸洗槽大保养后及用扫把及碎布彻底清洁后对比污垢已被清理明显有异物 4-5酸碱泡后缸壁仍有污垢 4-6用扫把彻底清洗后4.3金槽浓度偏低会加大对镍层的攻击（金槽金浓度偏低、镍层磷含量偏低、草酸残留等相关模拟实验在下文试验跟进中会有详细体现）4.3.1.8月2日-12月13日金槽金浓度化验结果具体如下：总化验次数400PPM次数400-500PPM次数500PPM以上次数最低化验值不合格率30次3次11次19次250PPM36.7%4.3.2.从上表可以看出8月2日-12月13日金缸化验不合格率高达36.7%，且最低化验值仅250PPM，金槽浓度极不稳定，给镍层带来更大腐蚀风险。4.4.客户端问题点4.4.1.我部与客诉人员一同到261客户端SMT现场跟进发现，100PCS中有2PCS BGA处漏印锡膏，4PCS需退洗锡膏，且2PCS漏印锡膏之板是我部在贴片前轨道上发现（也就是漏出），而客户端正是投诉BGA处上锡不良（虚焊）。4.4.2. 客户端印制锡膏后放置过久、印制锡膏退洗不良等导致上锡不良情形在下文实验跟进会有详细体现；另客户端炉温不稳定、reflow未充氮气等都会造成上锡不良，会与PCB不良导致上锡不良情形类似，待客户端纠正错误后将问题推给PCB，我们将无从查证。试验跟进5.镍层腐蚀及上锡不良相关实验5.1.金缸不同金浓度对镍层腐蚀情形5.1.1.分别在补加金盐前、补加金盐后及补加金盐后生产200m2时做1SET沉镍金实验板，然后外发进行SEM分析；5.1.2.试验结果具体如下：类别项目补加金盐前补加金盐后生产200m2补加200g金盐后金浓度439PPM569PPM690PPMSEM图片镍层腐蚀情况严重轻微较轻微5.1.3.从以上实验结果可知，金缸金浓度越低，沉金时对镍层的攻击越大，镍层腐蚀也会越严重。5.2镍缸不同MTO值生产时镍层P含量及耐腐蚀情况5.2.1.分别在镍缸不同周期时做1SET实验板，然后外发到深昊进行EDS&SEM分析；另要求深昊加工线也做同样实验分析，与我司实验结果对比；试验跟进 5.2.2.实验结果具体如下：5.2.2.1.我司实验板分析结果MTO值项目0MTO0.5 MTO1.0 MTO1.5 MTO2.2 MTOSEM图片镍层P含量7.82%6.76%7.44%8.71%8.82%5.2.2.2.深昊加工线实验板分析结果MTO值项目0MTO0.5 MTO1.0 MTO1.5 MTO2.0 MTOSEM图片镍层P含量6.95%7.99%7.55%8.65%8.56%5.2.3.通过以上实验验证，磷含量越高耐腐蚀性越好，镍缸0-1MTO磷含量会相对较低，1MTO之后磷含量会逐步升高。5.3.化金线不同微蚀量对镍层晶格及耐腐蚀性影响5.3.1.选取4SET报废板以相同条件过前处理后，分别以5、10、20、40S微蚀走化金线沉镍金，然后将实验板外发SEM分析；5.3.2.实验结果具体如下：微蚀时间项目5秒10秒20秒40秒SEM图片微蚀量11.2U24.5 U43.7 U74.8 U5.3.3.从以上分析结果可知，微蚀时间在10S及20S时镍层晶格细腻且腐蚀较轻微，微蚀时间在5S及40S时镍层晶格较大且腐蚀相对严重；且10S微蚀镍层腐蚀最轻微，5S微蚀镍层腐蚀最严重。5.4草酸及金面清洁剂残留腐蚀试验5.4.1.取6SET报废板正常化镍金后，3SET化金后处理清洗时酸洗配成草酸，另3SET化金后处理清洗时酸洗配成金面清洁剂，然后分别包装后放置一周、半个月、一个月外发进行SEM分析；5.4.2.实验结果具体如时间类别一周半个月一个月草酸残留SEM试验跟进时间类别一周半个月一个月金面清洁剂残留SEM5.4.3.从以上实验结果可以看出，草酸及金面清洁剂都会对镍层形成残留腐蚀，且随着时间延长腐蚀会加剧，另金面清洁剂的残留腐蚀明显比草酸要轻微。5.5.新开缸通过提高次磷酸钠浓度提高磷含量5.5.1.分别用120L M及120L M+7L B两种开缸方式试做2SET实验板，外发进行EDS&SEM分析；5.5.2.分析结果具体如下：开缸方式类别120L M开缸120L M+7L B开缸镍层SEM镍层P含量7.82%8.06%Na2HPO223g/l28 g/l5.5.3.通过以上结果对比可知，提高开缸时Na2HPO2浓度可以略微提高镍层磷含量，从SEM图也再次验证磷含量越高耐腐蚀性越好。5.6.客户端验证试验5.6.1.取客户端投诉23601氧化严重报废之板30SET到客户端印锡膏直接过炉，炉后有1SET轻微不熔金；5.6.2.做13PCS 19596（表面处理做成化金）实验板，其中1PCS印锡膏后立即过炉，剩余12PCS印锡膏后，6PCS立即退洗，且故意在焊点上残留少许锡膏，然后同未退洗6PCS一起放置4H，4H后将退洗6PCS重新印锡膏后同未退洗6PCS一起过回流焊；5.6.2.1.试验结果显示，印锡膏后直接过炉1PCS上锡OK，未退洗之板有1PCS单点不熔金（见图5-1），退洗之板有1PCS中1个焊点脱落（见图5-2）。有一焊点脱落明显有金未熔 图5-1 图5-25.7.小结5.7.1.金缸金浓度偏低会增加对镍层镍层攻击，继而会使镍层腐蚀更严重；5.7.2.不同MTO值时生产之板P含量不同，刚开缸时镍缸沉积速率很快但P含量较低，耐腐蚀性较差，随着MTO值的增加，镍层P含量也会提高，故我们需通过调整新镍缸活性及开缸方法保证0-1MTO镍层P含量在7%以上，增强镍层的抗腐蚀能力；试验 跟进5.7.3.化金线上不同微蚀量对镍层晶格大小会有影响，微蚀时间过短或过长都不利于镍层的耐腐蚀性，我司10S微蚀时间为最佳；5.7.4.草酸比金面清洁剂残留腐蚀严重，故我司应将化金后处理酸洗槽配成金面清洁剂；5.7.5将镍槽NaH2PO2建浴浓度提至上限，可以适当提高0-1MTO时镍层P含量，适当降低刚开缸时沉积速率（7-8U/min为最佳），可以将0-1MTO时镍层P含量控制在7%以上；5.7.6客户端像漏印锡膏等问题点肯定会导致上锡不良，锡膏退洗不净、印制锡膏后放置过久等都会有导致上锡不良可能，故客户端自身存在的问题需我司售后人员现场跟进并及时指正，与客户端做好沟通要求彻底改善客户端自身问题点。结论6.1.通过对近段出现上锡不良综合分析，以及大量的验证实验得知，我司金含量、镍层磷含量、微蚀量等控制不佳，致使镍层腐蚀加重，锡镍之间无法形成IMC层或形成脆弱的IMC层导致上锡不良；6.2.镍缸及金缸后水洗未保养到位且为酸性环境极易滋生菌类，在加上后处理保养未做彻底（缸壁滑手、烘干段滚轮未按要求清洁等），板面极易清洗不净或残留异物，到客户端上线时也就变成了阻焊层；6.3.我司金板之前一直都使用草酸清洗（且为多次），而实验得知酸性较强（与金面清洁剂对比）的草酸会对镍面形成一定的残留腐蚀，而且随着时间的增加而加重，腐蚀到一定程度也会致使锡镍之间无法形成IMC层或形成脆弱的IMC层导致上锡不良；6.4.我司及客户端生产过程中违规作业（未佩戴手套、工作台面不洁等）都可能会导致上锡不良。改善行动7.1.化金线各水洗槽一定要按要求更换及保养、特别是镍缸及金缸后水洗，更换后一定要用扫把或碎布对槽壁进行彻底清洁；（生产执行、品管、工艺监督）7.2.化金后处理清洗烘干大PNL板（选化板除外）时不允许开酸洗，只有成检清洗小板才开酸洗；后处理草酸配成金面清洁剂且按1次/天频率更换；（生产、成检执行、品管工艺监督）7.3.化金后处理保养按每半个月大保养一次，烘干段滚轮一个月至少进行一次酒精浸泡清洗，酸洗槽及其后两水洗保养后必须用扫把或碎布彻底清洁缸壁；（生产执行、品管工艺监督）7.4.镍槽开缸时多加7L B剂，新开缸0-1MTO沉积速率不能超过9U/min，按7-8 U/min速率来调整镍厚，即若镍缸时间为1200S，则镍厚最好控制在140-160 U为最佳，1MTO之后按6-8U/min控制即可；（生产、品管执行、工艺监督）7.5.金缸金含量按500PPM以上管控，生产要及时补加金盐，金缸浸金时间也要尽可能缩短，保证达到金厚即可；（生产执行、品管、工艺监督）7.6.金回收要求