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    SMT贴片加工之减少大型 BGA 故障的测试方法

    点击数:1  发布日期:2015/12/14
      SMT贴片加工:制造过程、搬运及印刷电路组装 (PCA) 测试等都会让封装承受很多机械应力,从而引发故障。随着格栅阵列封装变得越来越大,针对这些步骤应该如何设置安全水平也变得愈加困难。
      SMT贴片加工多年来,采用单调弯曲点测试方法是封装的典型特征,该测试在 IPC/JEDEC-9702 《板面水平互联的单调弯曲特性》 (Monotonic Bend characterization of Board-Level Interconnects) 中有叙述。该测试方法阐述了印刷电路板水平互联在弯曲载荷下的断裂强度。但是该测试方法无法确定最大允许张力是多少。
      对于制造过程和组装过程,特别是对于无铅 PCA 而言,其面临的挑战之一就是无法直接测量焊点上的应力。最为广泛采用的用来描述互联部件风险的度量标准是毗邻该部件的印刷电路板张力,这在 IPC/JEDEC-9704 《印制线路板应变测试指南》 (Printed Wiring Board Strain Gage Test Guideline) 中有叙述。
      SMT贴片加工若干年前英特尔公司 (Intel Corp.) 意识到了这一问题并开始着手开发一种不同的测试策略以再现实际中出现的最糟糕的弯曲情形。其他公司如惠普公司 (Hewlett Packard Company) 也意识到了其他测试方法的好处并开始考虑与英特尔公司类似的想法。随着越来越多的芯片制造商和客户认识到,在制造、搬运与测试过程中用于最小化机械引致故障的张力限值的确定具有重要价值,该方法引起了大家越来越多的兴趣。
      随着无铅设备的用途扩大,用户的兴趣也越来越大;因为有很多用户面临着质量问题。
      随着SMT贴片加工各方兴趣的增加,IPC 觉得有必要帮助其他公司开发各种能够确保 BGA 在制造和测试期间不受损伤的测试方法。这项工作由 IPC 6-10d SMT 附件可靠性测试方法工作小组和 JEDEC JC-14.1 封装设备可靠性测试方法子委员会携手开展,目前该工作已经完成。
      其成果就是 IPC/JEDEC-9707 《板面水平互联特性的球面弯曲测试方法》 (Spherical Bend Test Method For characterization of Board Level Interconnects)。“球面弯曲可以使得 BGA 角互联承受的应力最大,” Aileen Allen 说道, Aileen Allen 领导了该标准的开发工作。该测试的目的是,通过对封装施加它在实际中可能碰到的最糟糕的弯曲模式来确定张力限值,这些限值适用于在制造、组装或测试过程中可能碰到的所有弯曲模式。
      该测试方法规定了以圆形阵列排布的八个接触点。在印刷电路板中心位置装有一 BGA 的 PCA 是这样安放的:部件面朝下装到支撑引脚上,且负载施加于 BGA 的背面。根据 IPC/JEDEC-9704 的建议计量器布局将应变计安放在与该部件相邻的位置。
      SMT贴片加工PCA 会被弯曲到有关的张力水平,且通过故障分析可以确定,挠曲到这些张力水平所引致的损伤程度。通过迭代方法可以确定没有产生损伤的张力水平,这就是张力限值。
      “然后这些张力限值在实际中可以用于减少可靠性风险,方法是确保产品所受张力不超过这些限值,”惠普全球工程服务中心可靠性工程师 Allen 说道。
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