[发明专利]集成电路元器件焊点应变测试方法

说明书

本发明公开的一种集成电路元器件焊点应变测试方法，旨在提供一种精确获取集成电路元器件焊点应变的测试方法。本发明通过下述技术方案实现：在待测印制电路板(1)上集成电路元器件(2)焊点附近位置，设置印制电路板(1)表面上的测点(3)，将叠栅三轴电阻应变计(4)粘贴在测点(3)上；应变测量仪(5)通过叠栅三轴电阻应变计(4)测试，获取测点(3)应变εp；将测试获取的印制电路板(1)表面上的测点(3)应变εp输入到静态和振动两种载荷状态下的焊点应变计算模型，计算出待测集成电路元器件(2)焊点应变εj。本发明显著缩减了印制电路板组件的元器件焊点应变测试值与真实值误差。

技术领域

本发明属于应变测试技术领域，涉及一种印制电路板组件的集成电路元器件焊点应变测试方法。

背景技术

由多个集成电路元器件通过焊点组装在印制电路板(简称PCB)连接形成的印制电路板组件(简称PCBA)是现代电子设备的核心组成部分。集成电路元器件焊点既是机械连接点又是电气连接点，组装焊点应变(或应力)大小与分布状态直接影响了PCBA机械可靠性，决定了电子设备能否正常工作。近年来，随着电子产品向高度集成化、多功能化和小型化方向发展，球珊阵列封装(BGA)、柱珊阵列封装(CGA)等新型集成电路元器件不断出现，PCBA上的集成电路元器件分布密度也越来越高，高密度集成化的演变使得PCBA上元器件越来越多，元器件之间距越来越小，印制电路板上集成电路元器件的组装焊点也向高密度、高精度、微型化方向不断发展，这不仅导致制造过程中的工艺实施难度越来越大，也让PCBA在使用环境中对变形的敏感度也不断上升，使得PCBA面临新的损伤风险，即使PCB出现小形变也可能导致集成电路元器件焊点应力过大而断裂，特别是无铅制程指令的实行，使得组装焊点的脆弱程度明显增加，进一步加重了断裂风险，导致了元器件和PCBA功能故障率明显增加，导致其机械可靠性问题也日益突出，对PCBA中集成电路元器件焊点的应变/应力测试需求变得日益迫切。而诸如BGA等集成电路元器件在PCB上安装后，目前通常采用X射线或电气测试方法来测试BGA的结构互连或电连通完整性，这两种方法不仅既昂贵又耗时，而且不能获取组装焊点上的应变/应力状态，只能提供现象诊断，无法确定损伤原因和整改措施。需采用应变测试方法，对PCBA组装制造过程、PCBA在设备中安装和使用过程中受到的应变量和应变率水平进行客观、量化的测试和分析，进而计算获得应力值，若应力值超过了元器件焊点材料的允许应力水平，就需对PCBA采取必要的去应力或降应力措施，因此应变测试对PCBA制造、使用过程中出现的焊点开裂等应力损伤故障的诊断和预防具有非常重要的作用。

依据测试的应变动态变化范围，应变测试方法可以分为静态应变测试和动态应变测试两大类；而依据测试原理不同，应变测试方法又可分为光学应变测试和电阻应变测试两大类。光学应变测试可以分为非接触式和接触式两大类，由于光学测量法技术成熟度低，在电子行业及PCBA的应变测试中没有大规模应用；而电阻应变测试是一种接触式测试方法，包含了静态应变测试和动态应变测试两大类，技术成熟可靠，目前在电子行业及PCBA的应变测试中应用广泛。电阻应变测试是通过电阻应变计、应变测量仪组成的测试系统来实施的，其基本原理是是将电阻应变计牢固安装在被测对象表面测点，当被测对象受载荷影响发生几何形变时，会导致安装其测点上的电阻应变计几何尺寸发生变化，进而引起应变计内部电路电阻变化，将产生的电阻变化量和几何变化量输入到应变测量仪中，即可获得被测对象测点的应变值和应力值。电阻应变计(又称电阻应变片)是应变测试的核心传感器，它一般由敏感栅、引线、粘结剂、基底和盖层组成；按敏感栅的材料，电阻应变计分为金属电阻应变计和半导体应变计两类；按测试轴向不同可分为单轴、双轴、三轴和四轴等四类；按安装工艺不同可分为粘贴式、焊接式等两类。