[實用新型]一種跌落測試PCB板及其配套卡具

有效

• 申請號: 201420177364.2
• 申請日: 2014-04-12
• 公開（公告）號: CN203908847U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 雷永平;顧建;溫桂琛;林健;符寒光;吳中偉
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01N1/32
• 分類號: G01N1/32;G01N3/30;G01N23/22
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 紀佳

技術領域

本實用新型為一種新型的用于板級跌落測試PCB板設計，以及磨拋制樣及顯微組織觀察過程中用于固定PCB板的配套卡具，屬于材料測試領域，適用于觀察板級跌落測試過程中焊點的萌生、擴展及斷開過程，應用于電子封裝中關于跌落測試的可靠性研究。

背景技術

對于目前而言，電子產品的更新換代速度已經遠遠超過了消費者的使用時間，傳統的由于熱、電、磁等引起的蠕變、疲勞等失效模式已不再是生產廠商的主要關心因素。而振動和跌落在運輸和使用過程中是為不可完全避免的，往往在運輸過程中產生的振動及使用過程中產生的的意外跌落是影響電子產品壽命的關鍵因素。

跌落測試往往分為產品級、板級和接頭級三種測試方法。產品級測試往往用于制造廠商在實際電子產品生產完成后測試其抗跌落性能，評價在跌落方面的實際使用壽命，用于改善電子產品整體結構的設計；板級及接頭級測試則主要傾向于實驗室研究焊點在不同跌落環境下的失效機制和壽命預測，然而接頭級跌落測試只關注單焊點的失效機制，忽略了實際產品的關聯性，因此板級跌落測試是眾多學者的主要研究方向。為了保證研究結果對其他學者具有參考性，JCDEC于2003年制定了詳細的跌落試驗標準，對于PCB板的形狀、尺寸、BGA位置進行了詳細的描述，然而其標準對實驗研究具有一定的局限性，不利于觀察焊點在跌落過程中不同位置的失效模式，主要通過電信號來觀察焊點的失效過程，導致學者在研究過程中過分關注力學對焊點的影響，忽略材料本身的性能對跌落壽命的作用，并且在仿真過程中，實際的實驗驗證相對較少。為了研究焊點在板級水平下的失效機制與材料之間的關系，是提高對壽命預測準確性的一種不可或缺的方向。因此，設計一種能夠觀察焊點失效過程的PCB板，成為板級跌落可靠性研究的關鍵性問題之一。由于PCB板厚度薄、面積大的特征，不利于在磨拋及電鏡測試過程中的擺放，主要是通過鑲樣的方法來解決，這就會破壞PCB板的完整性，不能保證實際焊點的原位觀察，設計一種利于PCB板的磨拋、觀察的配套卡具，也是需要解決的關鍵問題之一。

發明內容

本實用新型是所要解決的問題是為克服上述描述的技術缺陷，在保證板級跌落測試要求的情況下，設計一種能夠觀察焊點在跌落過程中觀察失效過程的PCB板及其配套卡具。

一種跌落測試PCB板，其包括PCB板1，所述的PCB板1為正方體，尺寸為41*41*0.5mm，在正方形的各個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的始終點焊盤3位于PCB板1的中間位置，在PCB板1的四個角上布置有用于將PCB板1固定于跌落臺上的孔5。配套卡具包括磨拋卡具和電鏡測試卡具，磨拋卡具包括上板面6和下板面7，兩者通過荷葉15連接。凹槽III9和凹槽IV10位于下板面7的左側和上側中間位置，尺寸與PCB板1上封裝BGA（球柵陣列結構PCB）尺寸相同，凹槽I11和凹槽II12位于下板面7的右側和下側的中間位置，為長方形，豎直方向的尺寸比封裝BGA小1毫米，伸出端I13和伸出端II14位于下板面的左側和上側，位于右下方的螺孔孔8，通過螺絲固定連接上下板面。電鏡測試卡具底部有長方體和兩個圓弧組成，在長方體上方均勻分布10個卡槽16，卡槽尺寸能夠滿足封裝BGA的PCB豎直插放卡槽內。

本實用新型可以取得如下有益效果：本實用新型設計的PCB板能夠用于研究PCB板上焊點在跌落過程中裂紋的萌生，擴展和斷開，設計簡單，利于實驗室科學研究，其配套卡具，磨拋卡具能夠保證PCB板上整排焊點在磨拋過程中的一致水平性，和減少PCB的塑性變形，磨拋效率高，操作簡單，減少工作強度和保證實驗的可重復性和穩定性，電鏡測試卡具能夠在不損壞PCB板的情況下完成對焊點顯微組織的觀測，其一次觀察樣品數量多。

附圖說明

圖1：PCB板結構示意圖；

圖2：磨拋卡具結構示意圖；

圖3：磨拋卡具后視圖

圖4：電鏡測試卡具結構示意圖；

1-PCB板,2-菊花鏈,3-始、終點焊盤,4-外圍焊點布線直徑,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-合葉，16-卡槽

具體的實施方式