[发明专利]一种火灾烟气下板级BGA封装可靠性检测方法

说明书

本发明公开一种火灾烟气下板级BGA封装可靠性检测方法，包括：连接BGA封装中焊点，通过引出不同测试点将BGA封装设计成不同待测样品；将待测样品置于复合烟气腐蚀箱内，多通道电流测试装置位于复合烟气腐蚀箱外，通过测试引线连接待测样品和多通道电流测试装置上的接线端子；开启多通道电流测试装置，测得待测样品的初始电流值；开启复合烟气腐蚀箱，提供复合烟气环境，同时利用多通道电流测试装置在线同步测量烟气中不同待测样品的电流值；分析BAG封装电流值在火灾烟气下的变化趋势，得到板级BGA封装失效规律，评估板级BGA封装可靠性。本发明可提供有关板级BGA封装的初步缺陷信息，能方便快捷地判断封装是否可靠，为灾后烟气对电路的损伤影响认识与处理提供理论指导。

技术领域

本发明属于集成电路测试领域，特别是涉及一种火灾烟气下板级BGA封装可靠性检测方法。

背景技术

电子设备在火灾烟气中的损伤造成了重大的经济损失和社会影响，随着火灾事故的日益频繁，电子设备的可靠性检测成为必须重视的问题。BGA封装具有多引脚、小体积、高密度等优点，已成为一种集成电路芯片常用的封装方法，承担着电连接和机械连接的作用，是决定电子设备可靠性的关键要素。随着BGA互连焊点间间距和尺寸的减小，板级BGA封装更易受到外界环境的干扰而失效，复杂的火灾烟气氛围容易对板级BGA封装的可靠性造成巨大的影响。

目前，针对板级BGA封装可靠性的大部分研究都集中于焊点本身的失效，忽略了焊点间连接电路的失效，而焊点间连接电路的失效模式比焊点本身的失效更加复杂。尤其是在火灾烟气这种环境下，含有大量烟颗粒和腐蚀性气体，除了板级BGA封装中的互连焊点易被腐蚀造成本体损伤外，烟颗粒沉积、锡晶须生长及水汽等也极易导致板级BGA封装中焊点间连接电路失效。传统检测技术中常采用破坏性分析的方法进行电路的失效分析，比如金相切片、扫描电子显微镜等分析手段，但是这种方法需要在某个时间点暂停可靠性试验，取出样品进行破坏性检测分析，从而判断样品是否可靠，不能在试验过程中连续实时无损检测样品可靠性，导致其不能准确分析板级BAG封装的可靠性演化规律，且检测过程耗时长、效率低、判断结果准确度低。因此，应谋求一种适用于火灾烟气下的板级BGA封装可靠性的实时无损检测方法，为火灾后电子设备的应急处理提供理论指导。

发明内容

本发明提供了一种火灾烟气下板级BGA封装可靠性检测方法，监测板级BGA封装在火灾烟气下的电学性能变化，分析板级BGA封装的失效模式，评估其可靠性，为火灾后电子设备救援提供参考。

一种火灾烟气下板级BGA封装可靠性检测方法，包括：

连接BGA封装中焊点，通过引出不同测试点将BGA封装设计成不同测试样品；将待测样品置于复合烟气腐蚀箱内，多通道电流测试装置位于复合烟气腐蚀箱外，通过测试引线连接待测样品上的接线端子a和多通道电流测试装置上的接线端子b；开启多通道电流测试装置，测得待测样品的初始电流值；开启复合烟气腐蚀箱，提供复合烟气环境，同时利用多通道电流测试装置在线同步测量烟气中不同待测样品的电流值；分析BAG封装电流值在火灾烟气下的变化趋势，从而得到板级BGA封装失效规律，评估板级BGA封装可靠性。

通过引出不同焊点的方式将待测样品焊点间的连接电路分为通路结构和开路结构，通路结构用于实时监测火灾烟气下焊点本体失效的变化规律，开路结构用于实时监测样品火灾烟气下焊点间连接电路失效的变化规律，有效地对电路可靠性进行实时监测。

根据板级BGA封装不同连接结构的电流变化判断封装可靠性，具体包括：监测通路结构电流变化，获得板级BGA封装焊点失效规律，焊点电流降低为初始值的83％时，认为板级BGA封装完全失效；监测开路结构电流变化，得到板级BGA封装焊点间失效规律，焊点电流突然增大时，认为板级BGA封装完全失效。

火灾烟气环境试验结束后，取出待测样品，处理后再次在大气环境下进行电流测量，比较此时电流相较于火灾烟气环境试验下的变化，研究板级BGA封装失效规律及失效机理。