CN110133416B - 一种bga板电迁移测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种BGA板电迁移测试装置，包括BGA板夹持构件和电源，夹持构件包括具有中空腔室的定位壳体，侧壁设有与中空腔室连通的空心管，内侧壁沿轴向设有定位凸条，内部设有第一定位套和第二定位套，第一定位套的探针孔内设有第一探针，第二定位套的探针孔内设有第二探针；第一探针一端抵接于BGA板正面，另一端与导电片相抵接，导电片上固定有第一连接线，第一连接线通过开口引出与电源电性连接；第二探针一端抵接于BGA板背面，一端与铜片相抵接，铜片与第二连接线一端连接，该第二连接线另一端穿过空心管与电源电性连接。其能够有效解决BGA板微小焊盘不能直接焊接形成回路的问题，保证电迁移性能测试结果的准确性。

Description

一种BGA板电迁移测试装置

技术领域

本发明涉及BGA板可靠性测试，具体涉及一种BGA板电迁移测试装置。

背景技术

目前电子设备的高度集成化、体积微小化、无铅化使得元器件之间的焊接可靠性成为影响设备可靠性的主要影响因素，所以就需要探究新型无铅焊点及其可靠性。

在探究新型无铅焊点及其可靠性可过程中，有一种方法就是通过在电镀的UBM（焊点下金属层）上焊上焊点，并进行进一步实验，其中就需要对焊点在服役过程中的电迁移效应对焊点可靠性的影响进行实验并检测。

由于BGA（球珊阵列）板的尺寸限制，其焊点直径为0.3mm~0.7mm，焊盘直径为0.3~0.6mm。正面的焊盘（直径0.3~0.6mm）与背面的焊点（0.3~0.7mm）又是通过电路一对一连接的，焊盘之间的间距更是只有1mm，焊上焊点之后，焊点之间的最小距离会进一步缩小，最小间距只有0.5mm左右，所以不可能采用将每一个焊盘直接焊接起来连成回路的方式进行电迁移实验。因此，需要开发一种适用于BGA板的微小焊点的电迁移测试装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种BGA板电迁移测试装置，其能够有效解决BGA板微小焊盘不能直接焊接形成回路的问题，保证电迁移性能测试结果的准确性。

本发明所述的BGA板电迁移测试装置，包括BGA板夹持构件和电源，所述夹持件包括定位壳体，该定位壳体具有中空腔室，侧壁设有与中空腔室连通的空心管，一端设有开口，另一端设有端盖，所述中空腔室内侧壁沿轴向设有多个与BGA板周沿的定位缺口相适配的定位凸条；所述中空腔室内设有位于BGA板正面的第一定位套和位于BGA板背面的第二定位套，所述第一定位套和第二定位套上设有多个与BGA板上的焊盘位置相对应的探针孔，第一定位套的探针孔内设有第一探针，第二定位套的探针孔内设有第二探针；所述第一探针一端抵接于BGA板正面，另一端与导电片相抵接，所述导电片上固定有第一连接线，所述第一连接线通过开口引出与电源电性连接；所述第二探针一端抵接于BGA板背面，一端与铜片相抵接，所述铜片与第二连接线一端连接，该第二连接线另一端穿过空心管与电源电性连接。

进一步，所述端盖朝向中空腔室的一端设有抵压柱，用于压紧铜片，保证铜片与第二探针紧密接触。

进一步，所述空心管与定位壳体连接的一端设有外螺纹，所述定位壳体侧壁上设有安装通孔，该安装通孔内设有与空心管对应配合的内螺纹。

进一步，所述铜片包括第一铜片和第二铜片，所述第一铜片固定于空心管的端部，所述第二铜片呈L形，一直角边与第一铜片接触，另一直角边与第二探针接触。

进一步，所述中空腔室内侧壁沿轴向设有多条滑槽，定位凸条轴向滑动设于滑槽内，所述滑槽为燕尾槽。

所述第一探针和第二探针均为圆头铜探针。

进一步，还包括反应腔，所述反应腔用于放置BGA板夹持构件，用于为BGA板提供不同的测试环境。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果。

1、本发明通过定位壳体实现BGA板的定位固定，通过在BGA板的正面和背面分别设置第一定位套和第二定位套，且在第一定位套和第二定位套中分别插设有第一探针和第二探针，分别采用第一连接线和第二连接线实现电迁移试验电路的连通，有效解决了BGA板焊盘尺寸较小不能直接焊接形成回路的问题。

2、本发明通过在端盖朝向中空腔室的一端设置抵压柱，当端盖安装时，抵压柱能够抵住铜片，进而给第一探针和第二探针施加一定的压力，使得探针端部与BGA板上的焊盘接触良好，且抵压柱的长度能够根据待检测的BGA的厚度进行合理选择，适用于不同厚度的BGA板的电迁移试验需求。

3、本发明通过将定位凸条滑动设于定位壳体的滑槽内，能够根据不同尺寸的BGA板选择相应尺寸的定位凸条，通用性强，且定位凸条更换方便快捷，节省了BGA板的装夹时间，提高了电镀效率。

4、本发明中的BGA板夹持构件结构简单，成本低廉，通用性强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的第一定位套的结构示意图；

图3是本发明的端盖的结构示意图；

图4是本发明的定位壳体的截面示意图；

图5是本发明的定位凸条的结构示意图。

图中，1—定位壳体，11—中空腔室，12—定位凸条，2—空心管，3—端盖，31—抵压柱，4—第一定位套，41—第一探针，42—第一连接线，43—探针孔，44—定位口，5—第二定位套，51—第二探针，52—第二连接线，6—铜片，61—第一铜片，62—第二铜片，7—电源，8—导电片，9—BGA板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

参见图1至图4，所示的BGA板电迁移测试装置，包括电源7和用于固定BGA板10的夹持件。

所述夹持件包括定位壳体1，该定位壳体1具有中空腔室11，侧壁设有与中空腔室11连通的空心管2，定位壳体1的一端设有开口，另一端设有端盖3，所述中空腔室11内侧壁沿轴向设有多个与BGA板9周沿的定位缺口相适配的定位凸条12。所述中空腔室11内设有位于BGA板9正面的第一定位套4和位于BGA板9背面的第二定位套5，所述第一定位套4和第二定位套5上设有多个与BGA板9上的焊盘位置相对应的探针孔，第一定位套4的探针孔43内设有第一探针41，第二定位套5的探针孔内设有第二探针51。所述第一探针41一端抵接于BGA板9正面，另一端与导电片8相抵接，所述导电片8上焊接固定有第一连接线42，所述第一连接线42通过开口引出与电源电性连接。所述第二探针51一端抵接于BGA板9背面，一端与铜片6相抵接，所述铜片6与第二连接线52一端连接，该第二连接线52另一端穿过空心管2与电源7电性连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述端盖3朝向中空腔室11的一端设有抵压柱31，用于压紧铜片6，保证铜片6与第二探针51紧密接触。所述抵压柱31的长度能够根据BGA板的厚度进行合理选择，当端盖3装配完成时，抵压柱31将对铜片6施加作用力，进而压缩第二探针51和第一探针41，使得第二探针51和第一探针41能够与BGA板9上的焊盘接触良好，进而保证电迁移测试结果的准确性。

所述空心管2与定位壳体1连接的一端设有外螺纹，所述定位壳体1侧壁上设有安装通孔，该安装通孔内设有与空心管2对应配合的内螺纹。采用螺纹连接的方式来固定空心管2，连接稳定可靠，装配简单快捷。

作为本发明的一种优选实施方式，所述铜片6包括第一铜片61和第二铜片62，所述第一铜片61焊接固定于空心管2的端部，所述第二铜片62呈L形，一直角边与第一铜片61接触，另一直角边与第二探针51接触。进行装配时，将L形的第二铜片92沿中空腔室压入与探针8端部接触，再安装空心管5，空心管5端部的第一铜片61与第二铜片62接触，实现电迁移电路的连通，相较于在单一铜片6上焊接第二连接线52，再将第二连接线52从空心管5中引出，由于中空腔室11尺寸较小，相应地的铜片6的尺寸也较小，在铜片上焊接第二连接线并引出第二连接线较为困难，采用分体式铜片6能够较好的解决该问题。

作为本发明的一种优选实施方式，参见图5，所述中空腔室11内侧壁沿轴向设有多条滑槽，供定位凸条12选择性地轴向滑动设于滑槽内，所述滑槽为燕尾槽。这样能够根据不同尺寸的BGA板选择相应尺寸的定位凸条，通用性强，且定位凸条更换方便快捷，节省了BGA板的装夹时间，提高了电迁移试验效率。定位凸条12的尺寸由BGA板的尺寸大小和定位位置确定，相应地在各个定位凸条12上设置标记，表明定位凸条的安放位置，避免错误装配。

作为本发明的一种优选实施方式，将BGA板夹持构件整体放置于反应腔内，所述反应腔为管式炉，用于为BGA板提供不同的测试环境，即能够测试BGA板在不同温度条件下的电迁移性能。

所述导电片8、第一定位套4、第二定位套5和第二铜片62周沿均设有与定位凸条12对应配合的定位口44，其中，导电片8、第二定位套5和第二铜片62的定位口在附图中未示出。定位凸条12既保证了BGA板9的定位装配，同时对导电片8、第一定位套4、第二定位套5和第二铜片62起到了定位、导向的作用，保证了装配精度。

为了减少更多未知影响因素，在定位壳体、端盖和定位套暴露于空气中的部分进行表面处理，使其绝缘，进而保证电迁移测试结果的准确性。

由于第一定位套4和第二定位套5与定位壳体1之间接触摩擦，综合加工成本考虑，一方面能够采用铝合金、低碳钢通过CNC精加工制作定位壳体1、第一定位套4和第二定位套5，另一方面能够采用明胶、高性能尼龙、玻璃纤维或树脂通过3D打印制作定位壳体1、第一定位套4和第二定位套5。所述导电片8的材质为铜，其作用是使得第一探针41相互之间连通，形成并联电路，同时结合端盖3的抵压柱31，保证第一探针41与BGA板9接触良好。

装配时，首先将带有过孔的导电片8放入定位壳体的中空腔室11内，过孔与定位壳体1端部的开口位置相对应。再装入插设有第一探针41的第一定位套4，所述第一探针41上焊接固定的第一连接线42通过定位壳体1端部的开口引出。然后将BGA板9的定位缺口与定位壳体1内侧壁的定位凸条12对齐，从定位壳体1的另一端沿轴向压入定位壳体1内，使BGA板的正面焊盘与第一探针41端部抵接。再装入插设有第二探针51的第二定位套5，压入呈L形的第二铜片62，沿定位壳体1侧壁的安装通孔旋入空心管2，空心管2端部的第一铜片61与第二铜片62接触，然后安装端盖3，端盖3上的抵压柱31向第二铜片62施加作用力。然后将第一连接线41与电源7电性连接、第二连接线52与电源7电性连接，完成电迁移测试电路的连通，即能够方便快捷地进行BGA板电迁移性能试验。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干改进和变换，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种BGA板电迁移测试装置，包括BGA板夹持构件和电源，其特征在于：所述夹持件包括定位壳体（1），该定位壳体（1）具有中空腔室（11），侧壁设有与中空腔室（11）连通的空心管（2），定位壳体（1）的一端设有开口，另一端设有端盖（3），所述中空腔室（11）内侧壁沿轴向设有多个与BGA板（9）周沿的定位缺口相适配的定位凸条（12）；

所述中空腔室（11）内设有位于BGA板（9）正面的第一定位套（4）和位于BGA板（9）背面的第二定位套（5），所述第一定位套（4）和第二定位套（5）上设有多个与BGA板（9）上的焊盘位置相对应的探针孔，第一定位套（4）的探针孔（43）内设有第一探针（41），第二定位套（5）的探针孔内设有第二探针（51）；

所述第一探针（41）一端抵接于BGA板（9）正面，另一端与导电片（8）相抵接，所述导电片（8）上固定有第一连接线（42），所述第一连接线（42）通过开口引出与电源电性连接；所述第二探针（51）一端抵接于BGA板（9）背面，一端与铜片（6）相抵接，所述铜片（6）与第二连接线（52）一端连接，该第二连接线（52）另一端穿过空心管（2）与电源（7）电性连接。

2.根据权利要求1所述的BGA板电迁移测试装置，其特征在于：所述端盖（3）朝向中空腔室（11）的一端设有抵压柱（31），用于压紧铜片（6），保证铜片（6）与第二探针（51）紧密接触。

3.根据权利要求1或2所述的BGA板电迁移测试装置，其特征在于：所述空心管（2）与定位壳体（1）连接的一端设有外螺纹，所述定位壳体（1）侧壁上设有安装通孔，该安装通孔内设有与空心管（2）对应配合的内螺纹。

4.根据权利要求1或2所述的BGA板电迁移测试装置，其特征在于：所述铜片（6）包括第一铜片（61）和第二铜片（62），所述第一铜片（61）固定于空心管（2）的端部，所述第二铜片（62）呈L形，一直角边与第一铜片（61）接触，另一直角边与第二探针（51）接触。

5.根据权利要求1或2所述的BGA板电迁移测试装置，其特征在于：所述中空腔室（11）内侧壁沿轴向设有多条滑槽，供定位凸条（12）选择性地轴向滑动设于滑槽内，所述滑槽为燕尾槽。

6.根据权利要求1或2所述的BGA板电迁移测试装置，其特征在于：所述第一探针（41）和第二探针（51）均为圆头铜探针。

7.根据权利要求1或2 BGA板电迁移测试装置，其特征在于：还包括反应腔，所述反应腔用于放置BGA板夹持构件，用于为BGA板提供不同的测试环境。

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