一種跌落測(cè)試pcb板及其配套卡具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種跌落測(cè)試PCB板及其配套卡具，屬于材料測(cè)試領(lǐng)域。其包括PCB板（1），所述的PCB板（1）為正方體，在正方形的各個(gè)邊的中間位置均布置菊花鏈（2），菊花鏈（2）上引線直徑（4）與焊球直徑尺寸接近相等所述的菊花鏈（2）引線（4）的始終點(diǎn)焊盤(pán)（3）位于PCB板（1）的中間位置，在PCB板（1）的四個(gè)角上布置有用于將PCB板（1）固定于跌落臺(tái)上的孔（5）。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，可以減少工作強(qiáng)度和保證實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和穩(wěn)定性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種跌落測(cè)試PCB板及其配套卡具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種新型的用于板級(jí)跌落測(cè)試PCB板設(shè)計(jì)，以及磨拋制樣及顯微組織觀察過(guò)程中用于固定PCB板的配套卡具，屬于材料測(cè)試領(lǐng)域，適用于觀察板級(jí)跌落測(cè)試過(guò)程中焊點(diǎn)的萌生、擴(kuò)展及斷開(kāi)過(guò)程，應(yīng)用于電子封裝中關(guān)于跌落測(cè)試的可靠性研究。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于目前而言，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了消費(fèi)者的使用時(shí)間，傳統(tǒng)的由于熱、電、磁等引起的蠕變、疲勞等失效模式已不再是生產(chǎn)廠商的主要關(guān)心因素。而振動(dòng)和跌落在運(yùn)輸和使用過(guò)程中是為不可完全避免的，往往在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)及使用過(guò)程中產(chǎn)生的的意外跌落是影響電子產(chǎn)品壽命的關(guān)鍵因素。
[0003]跌落測(cè)試往往分為產(chǎn)品級(jí)、板級(jí)和接頭級(jí)三種測(cè)試方法。產(chǎn)品級(jí)測(cè)試往往用于制造廠商在實(shí)際電子產(chǎn)品生產(chǎn)完成后測(cè)試其抗跌落性能，評(píng)價(jià)在跌落方面的實(shí)際使用壽命，用于改善電子產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；板級(jí)及接頭級(jí)測(cè)試則主要傾向于實(shí)驗(yàn)室研究焊點(diǎn)在不同跌落環(huán)境下的失效機(jī)制和壽命預(yù)測(cè)，然而接頭級(jí)跌落測(cè)試只關(guān)注單焊點(diǎn)的失效機(jī)制，忽略了實(shí)際產(chǎn)品的關(guān)聯(lián)性，因此板級(jí)跌落測(cè)試是眾多學(xué)者的主要研究方向。為了保證研究結(jié)果對(duì)其他學(xué)者具有參考性，JCDEC于2003年制定了詳細(xì)的跌落試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于PCB板的形狀、尺寸、BGA位置進(jìn)行了詳細(xì)的描述，然而其標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)研究具有一定的局限性，不利于觀察焊點(diǎn)在跌落過(guò)程中不同位置的失效模式，主要通過(guò)電信號(hào)來(lái)觀察焊點(diǎn)的失效過(guò)程，導(dǎo)致學(xué)者在研究過(guò)程中過(guò)分關(guān)注力學(xué)對(duì)焊點(diǎn)的影響，忽略材料本身的性能對(duì)跌落壽命的作用，并且在仿真過(guò)程中，實(shí)際的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相對(duì)較少。為了研究焊點(diǎn)在板級(jí)水平下的失效機(jī)制與材料之間的關(guān)系，是提高對(duì)壽命預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的一種不可或缺的方向。因此，設(shè)計(jì)一種能夠觀察焊點(diǎn)失效過(guò)程的PCB板，成為板級(jí)跌落可靠性研究的關(guān)鍵性問(wèn)題之一。由于PCB板厚度薄、面積大的特征，不利于在磨拋及電鏡測(cè)試過(guò)程中的擺放，主要是通過(guò)鑲樣的方法來(lái)解決，這就會(huì)破壞PCB板的完整性，不能保證實(shí)際焊點(diǎn)的原位觀察，設(shè)計(jì)一種利于PCB板的磨拋、觀察的配套卡具，也是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是所要解決的問(wèn)題是為克服上述描述的技術(shù)缺陷，在保證板級(jí)跌落測(cè)試要求的情況下，設(shè)計(jì)一種能夠觀察焊點(diǎn)在跌落過(guò)程中觀察失效過(guò)程的PCB板及其配套卡具。
[0005]一種跌落測(cè)試PCB板，其包括PCB板1，所述的PCB板I為正方體，尺寸為41*41*0.5mm，在正方形的各個(gè)邊的中間位置均布置菊花鏈2，菊花鏈2上引線直徑4與焊球直徑尺寸接近相等所述的菊花鏈2引線4的始終點(diǎn)焊盤(pán)3位于PCB板I的中間位置，在PCB板I的四個(gè)角上布置有用于將PCB板I固定于跌落臺(tái)上的孔5。配套卡具包括磨拋卡具和電鏡測(cè)試卡具，磨拋卡具包括上板面6和下板面7，兩者通過(guò)荷葉15連接。凹槽III9和凹槽IVlO位于下板面7的左側(cè)和上側(cè)中間位置，尺寸與PCB板I上封裝BGA (球柵陣列結(jié)構(gòu)PCB)尺寸相同，凹槽Ill和凹槽1112位于下板面7的右側(cè)和下側(cè)的中間位置，為長(zhǎng)方形，豎直方向的尺寸比封裝BGA小I毫米，伸出端113和伸出端1114位于下板面的左側(cè)和上側(cè)，位于右下方的螺孔孔8，通過(guò)螺絲固定連接上下板面。電鏡測(cè)試卡具底部有長(zhǎng)方體和兩個(gè)圓弧組成，在長(zhǎng)方體上方均勻分布10個(gè)卡槽16，卡槽尺寸能夠滿足封裝BGA的PCB豎直插放卡槽內(nèi)。
[0006]本發(fā)明可以取得如下有益效果:本發(fā)明設(shè)計(jì)的PCB板能夠用于研究PCB板上焊點(diǎn)在跌落過(guò)程中裂紋的萌生，擴(kuò)展和斷開(kāi)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，利于實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究，其配套卡具，磨拋卡具能夠保證PCB板上整排焊點(diǎn)在磨拋過(guò)程中的一致水平性，和減少PCB的塑性變形，磨拋效率高，操作簡(jiǎn)單，減少工作強(qiáng)度和保證實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性和穩(wěn)定性，電鏡測(cè)試卡具能夠在不損壞PCB板的情況下完成對(duì)焊點(diǎn)顯微組織的觀測(cè)，其一次觀察樣品數(shù)量多。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1:PCB板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2:磨拋卡具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3:磨拋卡具后視圖
[0010]圖4:電鏡測(cè)試卡具結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]1-PCB板，2-菊花鏈，3-始、終點(diǎn)焊盤(pán)，4-外圍焊點(diǎn)布線直徑，5-孔，6-上板，7-下板，8-螺孔，9-1下板凹槽，10-1I下板凹槽，Il-1II下板凹槽，12-1V下板凹槽，13-1下板伸出端，14-11下板伸出端，15-合葉，16-卡槽
[0012]具體的實(shí)施方式
[0013]一種跌落測(cè)試PCB板，其包括PCB板1，所述的PCB板I為正方體，尺寸為尺寸為41*41*0.5mm,在正方形的各個(gè)邊的中間位置均布置菊花鏈2，菊花鏈2上引線直徑4與焊球直徑尺寸接近相等所述的菊花鏈2引線4的始終點(diǎn)焊盤(pán)3位于PCB板I的中間位置，在PCB板I的四個(gè)角上布置有用于將PCB板I固定于跌落臺(tái)上的孔5。配套卡具包括磨拋卡具和電鏡測(cè)試卡具，磨拋卡具包括上板面6和下板面7，兩者通過(guò)荷葉15連接。凹槽III9和凹槽IVlO位于下板面7的左側(cè)和上側(cè)，尺寸與PCB板I上封裝BGA (球柵陣列結(jié)構(gòu)BGA)尺寸相同，凹槽Ill和凹槽1112位于下板面7的右側(cè)和下側(cè)的中間位置，為長(zhǎng)方形，豎直方向的尺寸比封裝BGA小I毫米，伸出端113和伸出端1114位于下板面的左側(cè)和上側(cè)，位于右下放的螺孔8，通過(guò)螺絲固定連接上下板面。電鏡測(cè)試卡具底部有長(zhǎng)方體和兩個(gè)圓弧組成，在長(zhǎng)方體上方均勻分布10個(gè)卡槽16，卡槽尺寸能夠滿足封裝BGA的PCB豎直插放卡槽內(nèi)。
[0014]具體操作過(guò)程:
[0015]如圖1所示的PCB板I可按照上述描述電路圖及尺寸直接給生產(chǎn)廠商制造，將成品PCB板封裝BGA，按照?qǐng)D2所示磨拋卡具進(jìn)行安裝，擰下螺絲，打開(kāi)上、下板面6、7，讓BGA封裝面朝下，放入磨拋卡具中，保證PCB板完全水平放置在下板面7上，BGA與凹槽9，10，11，12完全匹配，并且兩側(cè)與下板伸出端13，14水平連接，通過(guò)螺絲固定上、下板面，保證PCB板的水平安裝在磨拋卡具中；磨拋完成后，將PCB板插入在如附圖4所示的電鏡測(cè)試卡具結(jié)構(gòu)中，保證磨拋面與電鏡測(cè)試夾具沒(méi)有任何接觸，將電鏡測(cè)試卡具放入樣品臺(tái)中進(jìn)行掃描測(cè)試，觀察焊球顯微組織的原始形貌，之后，將PCB板接入跌落實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行跌落測(cè)試，結(jié)合電信號(hào)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生裂紋萌生時(shí)，再取下PCB板，放入電鏡測(cè)試卡具中，觀察顯微組織形貌中裂紋的變化，如此往復(fù)，直至BGA完全失效，在這過(guò)程中能夠徹底觀察焊點(diǎn)裂紋的萌生、擴(kuò)展、斷開(kāi)。
【權(quán)利要求】
1.一種跌落測(cè)試PCB板，其特征在于:其包括PCB板(1)，所述的PCB板(I)為正方體，在正方形的各個(gè)邊的中間位置均布置菊花鏈(2)，菊花鏈(2)上引線直徑(4)與焊球直徑尺寸接近相等所述的菊花鏈(2)引線(4)的始終點(diǎn)焊盤(pán)(3)位于PCB板(I)的中間位置，在PCB板(I)的四個(gè)角上布置有用于將PCB板(I)固定于跌落臺(tái)上的孔(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要I所述的一種跌落測(cè)試PCB板，其特征在于:所述PCB板I的尺寸為41*41*0.5mm。
3.權(quán)利要求1或2所述PCB板的配套卡具，其特征在于，其包括磨拋卡具和電鏡測(cè)試卡具，磨拋卡具包括上板面(6)和下板面(7)，兩者通過(guò)荷葉(15)連接；凹槽III (9)和凹槽IV (10)位于下板面(7)的左側(cè)和上側(cè)中間位置，尺寸與PCB板(I)上封裝BGA即球柵陣列結(jié)構(gòu)PCB尺寸相同，凹槽I (11)和凹槽II (12)位于下板面(7)的右側(cè)和下側(cè)的中間位置，為長(zhǎng)方形，豎直方向的尺寸比封裝BGA小I毫米，伸出端I (13)和伸出端II (14)位于下板面的左側(cè)和上側(cè)，位于右下方的螺孔孔(8)，通過(guò)螺絲固定連接上下板面； 電鏡測(cè)試卡具底部有長(zhǎng)方體和兩個(gè)圓弧組成，在長(zhǎng)方體上方均勻分布10個(gè)卡槽(16)，卡槽尺寸能夠滿足封裝BGA的PCB板豎直插放卡槽內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01N3/30GK104006999SQ201410149294
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】雷永平, 顧建, 溫桂琛, 林健, 符寒光, 吳中偉 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)