[发明专利]一种用于PBGA封装器件的测试方法

说明书

本发明公开了一种用于PBGA封装器件在热振耦合环境下进行寿命测试的方法，该方法将单个测试器件的所有焊点依次串联形成一条开环的菊花链电路，对100～200个均形成开环电路的测试器件进行等分分组并固定于三综合试验台上，依据标准对测试器件进行温度循环试验和随机振动试验，同时监测电阻值以判定焊点是否失效并获得焊点的失效时间，当测试器件的失效数量满足指定失效数量时停止试验。通过改变随机振动试验的量值并重新试验以获得不同应力条件下的失效时间，根据威布尔分布拟合获取PBGA封装器件热振耦合环境下的寿命。

技术领域

本发明是一种用于PBGA封装器件在热振耦合环境下进行寿命测试的方法，属于半导体制造技术领域和材料分析领域。

背景技术

PBGA封装是最常用的封装形式，随着电子器件向小型化、轻薄化和多功能化的方向发展，其运行环境逐渐恶化，因此PBGA封装的可靠性问题也日益严重。在PBGA封装结构中，起机械支撑及电气连接作用的焊点必不可少，但是焊点又是最为薄弱的地方，PBGA封装可靠性问题大多数是由焊点的可靠性问题引起的，一个焊点的失效可能导致整个元器件甚至系统失效。现有的PBGA封装热振耦合寿命检测系统，大都不能实现实时监测，造成测量的精度较低。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种用于PBGA封装器件的测试方法，其目的是通过实时采集菊花链电路的电阻值，通过电阻值的变化来判断测试器件是否失效，以确定器件的寿命。

本发明的技术方案是这样实现的：

该种用于PBGA封装器件的测试方法中所述测试是指在热振耦合环境下进行的寿命试验，测试器件1采用PBGA封装，所述测试器件1包含基板11，基板11正面具有塑封料10，基板背面具有阻焊层14、阻焊层内焊垫12以及焊垫上的焊点13，其特征在于：该方法的步骤如下：

步骤一、将单个测试器件1的所有焊点13依次串联成一条开环的菊花链电路，制作相同的测试器件1100～200个并等分成5组，将5组中的所有测试器件1固定于三综合试验台15的振动试验台上；

步骤二、将温度试验箱内的温度升高至125℃，保温5min；

步骤三、通过三综合试验台15对所有测试器件1进行随机振动，功率谱密度图依据GJB 1032-1990制定，均方根值为18Grms；同时继续温度循环，先以12℃/min的降温速率将温度试验箱内的温度降至-55℃，再保温5min后，再以12℃/min的升温速率将温度试验箱内的温度升至125℃，如此进行温度循环，同时保持随机振动；

步骤四、每隔54min导出所有测试器件1开环两端的电阻值，当每组中有75％的测试器件1的电阻值超过1000Ω时记录这一组的时间点，当记录完5组时间点后停止测试；

步骤五、待温度试验箱内的温度恢复室温后，将随机振动的均方根值改为11Grms并重复步骤一至步骤四；

步骤六、待温度试验箱内的温度恢复室温后，将随机振动的均方根值改为7Grms并重复步骤一至步骤四；

步骤七、根据不同随机振动均方根值下所记录的5组时间点数据，通过威布尔分布进行拟合，获取PBGA封装器件在热振耦合环境下的寿命。

所述三综合试验台15能满足中国军标GJB 1032-1990和美国JESD22-A104E-2014。

所述测试器件1通过支撑件16固定放置在三综合试验台15的振动试验台上。

所述测量测试器件1开环两端的电阻值采用的数据采集仪17的频率采集范围为：1Hz-3500Hz，电阻采集范围为：1μΩ-120MΩ。

本发明技术方案的特点及优点为：