一种焊点与基板拉伸强度的检测方法和设备技术

本申请公开了一种焊点与基板拉伸强度的检测方法，包括：采用激光冲击法确定待测芯片样品的焊点脱落时的能量阈值；按照能量阈值采用PVDF装置获取能量阈值产生的冲击波的压力时空特性；根据压力时空特性及待测芯片样品的材料性能参数利用有限元建立数值模型，得到冲击波的衰减及反射规律；根据衰减及反射规律获取焊点与基板界面的应力历史曲线，并根据应力曲线获取焊点与基板之间的拉伸强度。可见，本申请提高了焊点与基板之间的拉伸强度获取的准确度。本申请同时还提供了一种焊点与基板拉伸强度的检测设备，具有上述有益效果。

【技术实现步骤摘要】
一种焊点与基板拉伸强度的检测方法和设备
本申请涉及检测领域，特别涉及一种焊点与基板拉伸强度的检测方法和焊点与基板拉伸强度的检测设备。
技术介绍
集成电路的球栅阵列封装是利用焊点作为板间互连的技术，其I/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，焊点的使用可以提供更多的引脚数，可以提高芯片处理能力，其更高的间距，更好的引线刚性和回流工艺的自对准特性，已成为芯片级封装的主要技术。在球栅阵列封装中，金属焊区内金属化合物的形成有助于保持焊料与下面的封装衬底和印刷电路板(PCB)金属焊盘之间的良好结合。在高温焊接环境下，金属焊区中金属化合物的过度增长会产生脆性界面，使焊点与基板的结合强度变差，同时金属化合物的热老化会在金属焊区形成空隙，使界面结合强度变差。芯片在使用过程中，金属焊区的热应力和热应变循环或热应力集中，常常造成焊点的界面结合强度变差，甚至发生焊点的脱层破坏，从而导致芯片的失效，甚至引发其它事故。目前对焊点结合强度的判定都是用拉伸实验测试其拉伸强度，由于焊点材料的弹性模量一般较小，在拉伸测试时易产生弹性及塑性变形，因此相关技术的焊点结合强度的准确性较低。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种焊点与基板拉伸强度的检测方法、焊点与基板拉伸强度的检测设备，能够提高测试结果的准确性。其具体方案如下：本申请提供了一种焊点与基板拉伸强度的检测方法，包括：采用激光冲击法确定待测芯片样品的焊点脱落时的能量阈值；按照所述能量阈值采用PVDF装置获取所述能量阈值产生的冲击波的压力时空特性；根据所述压力时空特性及所述待测芯片样品的材料性能参数利用有限元建立数值模型，得到所述冲击波的衰减及反射规律；根据所述衰减及反射规律获取所述焊点与基板界面的应力历史曲线，并根据所述应力曲线获取所述焊点与所述基板之间的拉伸强度。可选的，采用激光冲击法确定待测芯片样品焊点脱落时的能量阈值，包括：根据所述激光冲击法利用激光器按照各个预设能量发射的激光对所述待测芯片样品进行测试，判断所述焊点是否脱落；若所述焊点脱落，则得到预设数目的初始能量阈值；对所述预设数目的所述初始能量阈值进行平均值计算，得到能量阈值。可选的，各个所述预设能量是初始能量值为0.25J，按照0.25J递增而得到的各个预设能量。可选的，根据所述压力时空特性及所述待测芯片样品的材料性能参数利用有限元建立数值模型，得到所述冲击波的衰减及反射规律，包括：利用所述有限元根据所述待测芯片样品的尺寸进行建模，得到几何模型，并对所述几何模型进行离散化处理，得到有限元模型；根据所述压力时空特性获取动态压力值；输入所述待测芯片样品的物理性能参数；并对所述有限元模型在左边界施加对称约束、右边界施加位移约束、顶面边界施加所述动态压力值，以便进行数值模拟，得到所述冲击波的衰减及反射规律。可选的，所述待测芯片样品包括：树脂塑封，焊点，设置在所述焊点的第一金属布线，设置在所述第一金属布线上的基板，设置在所述基板中心区域的导电胶，设置在所述导电胶上的芯片，设置在所述基板周围的第二金属布线，所述第二金属布线与所述芯片连接；其中，所述树脂塑封用于对所述第一金属布线、所述基板、所述导电胶、所述第二金属布线进行塑封。本申请提供一种焊点与基板拉伸强度的检测设备，包括：激光冲击装置，用于获取待测芯片样品的焊点脱落时的能量阈值；PVDF装置，用于按照所述能量阈值采集所述能量阈值产生的冲击波的压力时空信息，以便根据所述压力时空信息获取所述压力时空特性；与所述PVDF装置连接的处理器，用于根据所述压力时空特性及所述待测芯片样品的性能参数利用有限元建立数值模型，得到所述冲击波的衰减及反射规律；根据所述衰减及反射规律获取所述焊点与基板界面的应力历史曲线，并根据所述应力曲线获取所述焊点与所述基板之间的拉伸强度。可选的，所述PVDF装置包括PVDF传感器、垫具、PVDF并联电阻、示波器，其中，所述PVDF传感器是接触式传感器。可选的，所述示波器是带宽1Ghz、采样率5GS/s、存储深度10M的示波器。可选的，所述垫具是有机玻璃垫具。本申请提供了一种焊点与基板拉伸强度的检测方法，包括：采用激光冲击法确定待测芯片样品的焊点脱落时的能量阈值；按照能量阈值采用PVDF装置获取能量阈值产生的冲击波的压力时空特性；根据压力时空特性及待测芯片样品的材料性能参数利用有限元建立数值模型，得到冲击波的衰减及反射规律；根据衰减及反射规律获取焊点与基板界面的应力历史曲线，并根据应力曲线获取焊点与基板之间的拉伸强度。可见，本申请通过获取能量阈值并按照能量阈值采用PVDF装置获取压力时空特性，并根据压力时空特性进行有限元数值模拟，得到冲击波的衰减及反射规律以便得到应力历史曲线，进一步得到焊点与基板之间的拉伸强度，该方法中，激光冲击法可以抑制焊点的弹塑性行为及摩擦、收缩等因素的影响，提高了焊点与基板之间的拉伸强度获取的准确度。本申请同时还提供了一种焊点与基板拉伸强度的检测设备，具有上述有益效果，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例所提供的一种焊点与基板拉伸强度的检测方法的流程图；图2为本申请实施例提供的一种待测芯片样品的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种数值模拟简化后的几何模型示意图；图4为本申请实施例所提供的一种焊点与基板拉伸强度的检测设备的结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种激光冲击法测量能量阈值的示意图；图6为本申请实施例提供的一种冲击波压力时空特性测量装置；图7为本申请实施例提供的一种冲击波压力时空特性曲线示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在常见的焊点结合强度的判定都是用拉伸实验测试其拉伸强度，由于焊点材料的弹性模量一般较小，拉伸测试易受焊点弹性及塑性变形的影响，因此相关技术的焊点结合强度的准确性较低。基于上述技术问题，本实施例提供一种焊点与基板拉伸强度的检测方法，通过获取能量阈值并按照能量阈值采用PVDF装置获取压力时空特性，并根据压力时空特性进行有限元数值模拟，得到冲击波的衰减及反射规律以便得到应力历史曲线，进一步得到焊点与基板之间的拉伸强度，提高了焊点与基板之间的拉伸强度获取的准确度，具体请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种焊点与基板拉伸强度的检测方法的流程图，具体包括：S101、采用激光冲击法确定待测芯片样品的焊点脱落时的能量阈值。本实施例利用激光冲击发确定待测芯片样品的焊点脱落时的能量阈值。对于待测芯片样品，请参考图2，图2为本申请实施例提供的一种待测芯片样品的结构示意图，包括：树脂塑封21，焊点28，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊点与基板拉伸强度的检测方法，其特征在于，包括：采用激光冲击法确定待测芯片样品的焊点脱落时的能量阈值；按照所述能量阈值采用PVDF装置获取所述能量阈值产生的冲击波的压力时空特性；根据所述压力时空特性及所述待测芯片样品的材料性能参数利用有限元建立数值模型，得到所述冲击波的衰减及反射规律；根据所述衰减及反射规律获取所述焊点与基板界面的应力历史曲线，并根据所述应力曲线获取所述焊点与所述基板之间的拉伸强度。

【技术特征摘要】
1.一种焊点与基板拉伸强度的检测方法，其特征在于，包括：采用激光冲击法确定待测芯片样品的焊点脱落时的能量阈值；按照所述能量阈值采用PVDF装置获取所述能量阈值产生的冲击波的压力时空特性；根据所述压力时空特性及所述待测芯片样品的材料性能参数利用有限元建立数值模型，得到所述冲击波的衰减及反射规律；根据所述衰减及反射规律获取所述焊点与基板界面的应力历史曲线，并根据所述应力曲线获取所述焊点与所述基板之间的拉伸强度。2.根据权利要求1所述的焊点与基板拉伸强度的检测方法，其特征在于，采用激光冲击法确定待测芯片样品焊点脱落时的能量阈值，包括：根据所述激光冲击法利用激光器按照各个预设能量发射的激光对所述待测芯片样品进行测试，判断所述焊点是否脱落；若所述焊点脱落，则得到预设数目的初始能量阈值；对所述预设数目的所述初始能量阈值进行平均值计算，得到能量阈值。3.根据权利要求2所述的焊点与基板拉伸强度的检测方法，其特征在于，各个所述预设能量是初始能量值为0.25J，按照0.25J递增而得到的各个预设能量。4.根据权利要求1所述的焊点与基板拉伸强度的检测方法，其特征在于，根据所述压力时空特性及所述待测芯片样品的材料性能参数利用有限元建立数值模型，得到所述冲击波的衰减及反射规律，包括：利用所述有限元根据所述待测芯片样品的尺寸进行建模，得到几何模型，并对所述几何模型进行离散化处理，得到有限元模型；根据所述压力时空特性获取动态压力值；输入所述待测芯片样品的物理性能参数；并对所述有限元模型在左边界施加对称约束、右边界施加位移约束、顶面边界施加所述动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，张冲，金捷，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44