[发明专利]一种跌落测试PCB板的配套卡具

说明书

技术领域

本发明为一种新型的用于板级跌落测试PCB板设计，以及磨抛制样及显微组织观察过程中用于固定PCB板的配套卡具，属于材料测试领域，适用于观察板级跌落测试过程中焊点的萌生、扩展及断开过程，应用于电子封装中关于跌落测试的可靠性研究。

背景技术

对于目前而言，电子产品的更新换代速度已经远远超过了消费者的使用时间，传统的由于热、电、磁等引起的蠕变、疲劳等失效模式已不再是生产厂商的主要关心因素。而振动和跌落在运输和使用过程中是为不可完全避免的，往往在运输过程中产生的振动及使用过程中产生的的意外跌落是影响电子产品寿命的关键因素。

跌落测试往往分为产品级、板级和接头级三种测试方法。产品级测试往往用于制造厂商在实际电子产品生产完成后测试其抗跌落性能，评价在跌落方面的实际使用寿命，用于改善电子产品整体结构的设计；板级及接头级测试则主要倾向于实验室研究焊点在不同跌落环境下的失效机制和寿命预测，然而接头级跌落测试只关注单焊点的失效机制，忽略了实际产品的关联性，因此板级跌落测试是众多学者的主要研究方向。为了保证研究结果对其他学者具有参考性，JCDEC于2003年制定了详细的跌落试验标准，对于PCB板的形状、尺寸、BGA位置进行了详细的描述，然而其标准对实验研究具有一定的局限性，不利于观察焊点在跌落过程中不同位置的失效模式，主要通过电信号来观察焊点的失效过程，导致学者在研究过程中过分关注力学对焊点的影响，忽略材料本身的性能对跌落寿命的作用，并且在仿真过程中，实际的实验验证相对较少。为了研究焊点在板级水平下的失效机制与材料之间的关系，是提高对寿命预测准确性的一种不可或缺的方向。因此，设计一种能够观察焊点失效过程的PCB板，成为板级跌落可靠性研究的关键性问题之一。由于PCB板厚度薄、面积大的特征，不利于在磨抛及电镜测试过程中的摆放，主要是通过镶样的方法来解决，这就会破坏PCB板的完整性，不能保证实际焊点的原位观察，设计一种利于PCB板的磨抛、观察的配套卡具，也是需要解决的关键问题之一。

发明内容

本发明是所要解决的问题是为克服上述描述的技术缺陷，在保证板级跌落测试要求的情况下，设计一种能够观察焊点在跌落过程中观察失效过程的PCB板及其配套卡具。

一种跌落测试PCB板，其包括PCB板1，所述的PCB板1为正方体，尺寸为41*41*0.5mm，在正方形的各个边的中间位置均布置菊花链2，菊花链2上引线直径4与焊球直径尺寸接近相等所述的菊花链2引线4的始终点焊盘3位于PCB板1的中间位置，在PCB板1的四个角上布置有用于将PCB板1固定于跌落台上的孔5。配套卡具包括磨抛卡具和电镜测试卡具，磨抛卡具包括上板面6和下板面7，两者通过荷叶15连接。凹槽III9和凹槽IV10位于下板面7的左侧和上侧中间位置，尺寸与PCB板1上封装BGA（球栅阵列结构PCB）尺寸相同，凹槽I11和凹槽II12位于下板面7的右侧和下侧的中间位置，为长方形，竖直方向的尺寸比封装BGA小1毫米，伸出端I13和伸出端II14位于下板面的左侧和上侧，位于右下方的螺孔孔8，通过螺丝固定连接上下板面。电镜测试卡具底部有长方体和两个圆弧组成，在长方体上方均匀分布10个卡槽16，卡槽尺寸能够满足封装BGA的PCB竖直插放卡槽内。

本发明可以取得如下有益效果：本发明设计的PCB板能够用于研究PCB板上焊点在跌落过程中裂纹的萌生，扩展和断开，设计简单，利于实验室科学研究，其配套卡具，磨抛卡具能够保证PCB板上整排焊点在磨抛过程中的一致水平性，和减少PCB的塑性变形，磨抛效率高，操作简单，减少工作强度和保证实验的可重复性和稳定性，电镜测试卡具能够在不损坏PCB板的情况下完成对焊点显微组织的观测，其一次观察样品数量多。

附图说明

图1：PCB板结构示意图；

图2：磨抛卡具结构示意图；

图3：磨抛卡具后视图

图4：电镜测试卡具结构示意图；

1-PCB板,2-菊花链,3-始、终点焊盘,4-外围焊点布线直径,5-孔,6-上板,7-下板,8-螺孔，9-I下板凹槽，10-II下板凹槽，11-III下板凹槽，12-IV下板凹槽，13-I下板伸出端，14-II下板伸出端，15-合叶，16-卡槽

具体的实施方式