[发明专利]改进的球栅阵列封装

说明书

技术领域

本发明涉及改进的球栅阵列封装。

背景技术

球栅阵列(这里简写为“BGA”)封装在许多电子应用中是公知并且常用的。在制造印刷电路板(在这里简写为“PCB”)和对其进行测试期间，BGA可能发生故障。在现有技术中，对故障进行标识和诊断要求对PCB进行耗时耗财的破坏性测试，或者进行边际可靠性光学检查测试。尽管故障被标识出并被诊断出，但是更多相同的产品被制造出来，它们可能遇到相同的故障模式。

因此，需要改进的测试和诊断工具来标识某些BGA故障。

附图说明

结合附图从下面的详细描述可以理解本教导，在不同的附图中相似的标号指示相同或类似的元素。

图1是根据本教导的BGA封装的平面图。

图2是根据本教导附着到印刷电路板(“PCB”)的BGA封装的侧视图。

图3是BGA封装和图2的PCB的侧视图，该PCB表现出一定程度的弯曲。

图4到图6示出了根据本教导的不同的拐角限定。

图7和图8示出了用于焊接头故障可测试性的拐角串联电路的实施例。

图9是根据本教导的过程的流程图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，为了说明而不是限制，阐述了公开了具体细节的示例实施例，以便充分理解本教导。但是，通过本公开，本领域技术人员清楚，没有这里所公开的具体细节的根据本教导的其他实施例仍在所附权利要求书的范围内。此外，省略了对公知装置和方法的描述，以免淡化了对示例实施例的描述。这些方法和装置也在本教导的范围内。

详细参考图1和图2，基于对安装有一个或多个未通过功能测试的BGA的PCB进行的破坏性测试，已确认出PCB 101的常见故障模式是BGA封装100和该BGA封装100被附着到的PCB 101之间的焊接头102的故障。另外，还确认出焊接头102的故障在具有厚BGA封装时比在具有薄BGA封装时更常见。

在进一步检查之后，所标识出的焊接头故障模式进一步被表征为主要在BGA封装100的四个拐角103之一或多个处发生。PCB 101和BGA100的互连部分104之间的焊接头102提供了电气和机械连接二者。正如本领域技术人员所意识到的，一般的BGA封装100的互连部分104是小球状导电金属。基于故障模式的特征，提出了焊接头102的产生原因是由于PCB 101相对于安装在其上的BGA封装100完全所致。

薄BGA封装比厚BGA封装更易于弯曲。因此，薄BGA封装可能更容易随PCB 101完全，所以不会在焊接头102上施加张力。厚BGA比薄BGA更硬。弯曲具有厚BGA封装的PCB从而在BGA封装100和PCB101之间的连接上施加了比弯曲具有薄BGA封装的PCB更大的分离力。

详细参考图3，本领域技术人员可以意识到，由于PCB 101相对于BGA封装100在z方向上弯曲，相对更硬的BGA封装100阻止这种弯曲。阻止弯曲的阻力产生了对焊接头102的拉应力105。拉应力105在图3中被表示为向量。

在大多情形中，BGA封装100和PCB 101之间最薄弱的附着是焊接头102。因此，本领域技术人员可以意识到，当拉应力105超过焊接头102的强度时，焊接头102就会出现故障。因为焊接头102既提供机械连接又提供电气连接，所以焊接头102的机械故障也导致电气连接的故障。

在BGA封装100的外沿106处的焊接头102受到最大的拉应力105。接近BGA封装100中央的焊接头102受到相对较小的拉应力。本领域技术人员将意识到，PCB 101可能在x-z方向和y-z两个方向上产生弯曲。这种弯曲可能是PCB 101的物理弯折的结果，也可能由于PCB 101和BGA封装100之间不同的热膨胀所致。如果在两个方向上由于弯曲而导致的拉应力叠加，则在BGA封装100的拐角103处的拉应力最大。因此，可以合理地预期作为已标识出的故障模式端结果的一个或多个焊接头102的故障将在BGA封装100的拐角103处发生。

焊接头故障的经验证据表面正是如此，这些证据证明所标识出的故障模式是这些故障的原因。

当焊接头102发生故障时，发生故障的焊接头102上的拉应力105变为零，不再存在阻止BGA封装100和发生故障的焊接头102之间移位的阻力。结果，BGA封装100在发生故障的焊接头102处从PCB 101分离。在邻近焊接头102上仍有拉应力，并且如果该拉应力超过焊接头102的强度则该焊接头102也会发生故障。在某些情形中，拐角焊接头发生故障可能指示出应力被施加到PCB，并且故障吸收了足够多的应力，从而防止了相邻互连部分发生故障。