无损测试毫米波BGA封装组件的方法技术

本发明专利技术公开的一种无损测试毫米波BGA封装组件的方法，旨在提供一种易于拆装、灵活度高且对被测BGA封装组件无二次损伤的无损测试方法。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：测试时，金属盒体(1)将被测BGA封装组件(2)倒扣在第一介质基板(7)上，BGA封装组件(2)的焊球与高频毛纽扣(5)及低频毛纽扣(6)实现弹性触碰；低频毛纽扣(6)接触低频转接线(14)的圆片，连通指状线形成的低频测试接口；高频信号通过高频毛纽扣(5)垂直过渡到高阻抗匹配线(11)，通过低阻抗匹配线(12)传输到共面传输线(13)形成的标准50欧姆通用高频测试接口；通过共面线(13)及低频转接线(14)，可对BGA封装组件(2)的性能进行无损测试。

Non-destructive Testing of Millimeter Wave BGA Packaging Components

The invention discloses a method for nondestructive testing of millimeter wave BGA packaging components, aiming at providing a nondestructive testing method with easy disassembly, high flexibility and no secondary damage to the tested BGA packaging components. The invention is realized by the following technical schemes: when testing, the metal box body (1) buckles the tested BGA package component (2) on the first dielectric substrate (7), the solder ball of the BGA package component (2) realizes elastic contact with the high frequency wool button (5) and the low frequency wool button (6); the low frequency wool button (6) contacts the disc of the low frequency switching wire (14), and connects the low frequency test interface formed by the finger wire; the high frequency signal is too high; Frequency wool button (5) is vertically transited to high impedance matching line (11), and transmitted to coplanar transmission line (13) by low impedance matching line (12). The standard 50 ohm universal high frequency test interface is formed by coplanar transmission line (13) and low frequency switching line (14). The performance of BGA package component (2) can be tested nondestructively by coplanar line (13) and low frequency switching line (14).

【技术实现步骤摘要】
无损测试毫米波BGA封装组件的方法
本专利技术属于微波
，具体为用于对毫米波BGA封装组件性能进行测试的方法。
技术介绍
近年来，毫米波器件性能的不断提高，成本的不断降低，有力地促进了毫米波在各个领域的应用。随着毫米波电路集成度的提高，具有高密度高低频I/O接口，能适用于大规模SMT组装工艺的球栅阵列BGA(BallGridArrayPackage)封装已作为一种主流封装技术。BGA球栅阵列封装是在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与印刷线路板(PCB)互连。采用该项技术封装的器件是一种表面贴装型器件，能够实现多芯片组件MCM(MultiChipModule)的高密度、高性能集成。在毫米波频段，将多个毫米波芯片封装成BGA组件，在表贴焊接在PCB板上之前，须确保芯片封装后组件的功能状态正常。因此，需要先对封装组件进行测试，以便根据其性能指标进行筛选。若BGA封装组件采用焊接装配到PCB板进行测试的方式，在测试完成后取下BGA封装组件的过程，会对BGA封装的焊球造成一定损伤。因此，这对毫米波BGA封装组件的无损测试提出了迫切需求。在毫米波频段，测试插座不仅需要保证BGA封装与PCB板的低频电气连通，还需考虑高频传输匹配问题。在现有的无损测试的方法中，通常将弹簧、弹性针，弹性银颗粒及弹性银纽扣等作为BGA封装组件的焊球与微波PCB板之间的连接媒介。弹簧式可用频率较低，难以用于毫米波频段；而弹性针、弹性银颗粒及弹性银纽扣虽具有优异的高频传输特性，但成本较高且加工周期长。另外，弹性针还易对焊球造成损伤。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有毫米波BGA封装组件测试方法中的不足，提供一种易于拆装、灵活度高、成本低廉且对被测BGA封装组件无二次损伤的无损测试方法。为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案来实现：一种无损测试毫米波BGA封装组件的方法，具有如下特征：在第二介质基板15的正面覆铜面上，刻蚀一块向上对应BGA封装组件2上高频焊球3的接地铜面10和与其正交并对应低频焊球4的带圆片指状的低频转接线14，并在所述接地铜面10的长条方向上制出带圆片的高阻抗匹配线11和与其延伸相连的低阻抗匹配线12，以及与所述低阻抗匹配线12终端相连的共面传输线13，金属化过孔17将正面接地铜面10与背面大面积下接地铜面16连通，保证良好的高频接地，在第一介质基板7背面覆铜面刻蚀与接地铜面10位置对应且形状相同的焊接铜面9，并在基板上7制出与被测BGA封装组件2焊球一一对应的非金属化过孔8；第一介质基板7通过其焊接铜面9与第二介质基板(15)焊接固联为一体，然后将作为连接BGA封装组件2与第二介质基板15之间的垂直连接媒介的毛纽扣，填装于第一介质基板7的非金属化过孔8中，构成测试插座；测试时，金属盒体1将被测BGA封装组件2倒扣在第一介质基板7上，BGA封装组件2的焊球弹性触碰上述毛纽扣；低频毛纽扣6接触低频转接线14的圆片，连通指状线形成的低频测试接口；高频信号通过高频毛纽扣5垂直过渡到高阻抗匹配线11，通过低阻抗匹配线12传输到共面传输线13形成的标准50欧姆通用高频测试接口；从而对BGA封装组件2的性能进行测试。本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果：结构简单，提高测试的可靠性。本专利技术采用毛纽扣作为高低频信号垂直传输媒介：高频毛纽扣5和第一介质基板7共同构成介质填充类同轴传输线实现高频信号传输；单只低频毛纽扣6直接弹性压接互联，实现低频信号的传输。毛纽扣的压缩量能够确保BGA封装2的焊球与第二介质基板15上的走线实现良好电气连接。且毛纽扣具有很小的弹性接触力，测试过程中能够保护BGA封装组件的焊球不受损伤。可适应工程变化，设计灵活度高。本专利技术采用介质基板支撑毛纽扣的结构，将高频毛纽扣5及低频毛纽扣6填装于第一介质基板7的非金属化过孔8中：低频毛纽扣6穿过非金属化过孔8与第二介质基板15上的低频转接线14的圆片弹性接触实现低频电气连接；高频毛纽扣5穿过非金属化过孔8，其中心毛纽扣与高阻抗匹配线11的圆片弹性连接，其余毛纽扣与接地铜面10弹性连接。高频毛纽扣5与第一介质基板7形成的介质类同轴传输线结构，和高阻抗匹配线11及低阻抗匹配线12共同参与阻抗匹配。可根据BGA封装组件测试的具体需求，调节第一介质基板7的材料与厚度、高阻抗匹配线11与低阻抗匹配线12的尺寸来优化应用频段的高频传输性能，提升了不同频段和带宽设计的灵活性。成本低廉，加工周期短。本专利技术在多个方面进行低成本设计，采用的第一介质板7的过孔均无需金属化，省去了第一介质基板的上铜面电路；将两只单层介质基板通过焊接堆叠固联，避免使用多层PCB叠压工艺。采用本专利技术的用于毫米波BGA封装组件与PCB互联可分离的测试方法，可以避免焊接过程，保护被测BGA焊球不受损伤；同时还有利于BGA封装组件的筛选、调试及修复工作；能用于对毫米波频段BGA封装组件的快速无损测试。附图说明图1是本专利技术一种无损测试毫米波BGA封装组件的方法的叠层示意图。图2是图1分解示意图。图3是图1的仰视分解示意图。图中：1金属盒体，2BGA封装组件，3高频焊球，4低频焊球，5高频毛纽扣，6低频毛纽扣，7第一介质基板，8非金属化过孔，9焊接铜面，10接地铜面，11高阻抗匹配线，12低阻抗匹配线，13共面传输线，14低频转接线，15第二介质基板，16大面积下接地铜面，17金属化过孔。为了使本专利技术的目的及技术方案更加清晰，以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步详细说明。具体实施方式参阅图1-图3。根据本专利技术，在第二介质基板15的正面覆铜面上，刻蚀一块向上对应BGA封装组件2上高频焊球3的接地铜面10和与其正交并对应低频焊球4的带圆片的指状低频转接线14，并在所述接地铜面10的长条方向上制出带圆片的高阻抗匹配线11和与其延伸相连的低阻抗匹配线12，以及与所述低阻抗匹配线12终端相连的共面传输线13，第二介质基板15的背面覆铜形成大面积下接地铜面16，并采用U形金属化过孔17将接地铜面10与大面积下接地铜面16连通，保证高频良好的接地效果；在第一介质基板7背面刻蚀形状与接地铜面10对应位置相同的焊接铜面9，并制出与被测BGA封装组件2焊球一一对应的非金属化过孔8。第二介质基板15的长宽尺寸大于第一介质基板7的长宽尺寸，保证两者固联后露出共面传输线13与低频转接线14形成的对外测试接口。测试前，第一介质基板7通过其背面焊接铜面9与第二介质基板15焊接固联；将高频毛纽扣5及低频毛纽扣6填装于第一介质基板7的非金属化过孔8中，高频连接毛纽扣5穿过非金属化过孔8，其中心毛纽扣与高阻抗匹配线11的圆片弹性连接，其余毛纽扣与接地铜面10弹性连接；低频毛纽扣6穿过非金属化过孔8与低频转接线14上的线阵圆片实现性弹性连接，构成固联一体的测试插座。测试时，金属盒体1将被测BGA封装组件2倒扣固联在第一介质基板7上，使BGA封装组件2的焊球与上述毛纽扣实现弹性触碰；低频毛纽扣6向上与BGA封装组件低频焊球4弹性触碰，向下与低频转接线14的线阵圆片接触，形成低频连通的测试接口；BGA封装组件2高频焊球3上的高频信号通过高频毛纽扣5垂直过渡，经高阻抗匹配线11与低阻抗匹配线12，传输到共面传输线13形成的标准50欧姆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无损测试毫米波BGA封装组件的方法，具有如下特征：在第一介质基板（7）制出与被测BGA封装组件（2）焊球一一对应的非金属化过孔（8），在第二介质基板（15）的正面覆铜面上，刻蚀一块向上对应BGA封装组件（2）上高频焊球（3）的接地铜面（10）和与其正交并对应低频焊球（4）的带圆片指状的低频转接线（14），并在所述接地铜面（10）的长条铜面上制出带圆片的高阻抗匹配线（11）和与其延伸相连的低阻抗匹配线（12），以及与所述低阻抗匹配线（12）终端相连的共面传输线（13）；然后将第一介质基板（7）和第二介质基板（15）层叠固联为一体，将作为连接BGA封装组件（2）与第二介质基板（15）之间的垂直连接媒介的高频毛纽扣（5）及低频毛纽扣（6），填装于第一介质基板（7）的非金属化过孔（8）中，形成上下弹性触碰的电气连通结构，构成测试插座；测试时，金属盒体（1）将被测BGA封装组件（2）倒扣在第一介质基板（7）上，BGA封装组件（2）的焊球弹性触碰上述毛纽扣；低频毛纽扣（6）接触低频转接线（14）的圆片，连通指状线形成的低频测试接口；高频信号通过高频毛纽扣（5）垂直过渡到高阻抗匹配线（11），通过低阻抗匹配线（12）传输到共面传输线（13）形成的标准50欧姆通用高频测试接口，对BGA封装组件（2）的性能进行无损测试。...

【技术特征摘要】
1.一种无损测试毫米波BGA封装组件的方法，具有如下特征：在第一介质基板（7）制出与被测BGA封装组件（2）焊球一一对应的非金属化过孔（8），在第二介质基板（15）的正面覆铜面上，刻蚀一块向上对应BGA封装组件（2）上高频焊球（3）的接地铜面（10）和与其正交并对应低频焊球（4）的带圆片指状的低频转接线（14），并在所述接地铜面（10）的长条铜面上制出带圆片的高阻抗匹配线（11）和与其延伸相连的低阻抗匹配线（12），以及与所述低阻抗匹配线（12）终端相连的共面传输线（13）；然后将第一介质基板（7）和第二介质基板（15）层叠固联为一体，将作为连接BGA封装组件（2）与第二介质基板（15）之间的垂直连接媒介的高频毛纽扣（5）及低频毛纽扣（6），填装于第一介质基板（7）的非金属化过孔（8）中，形成上下弹性触碰的电气连通结构，构成测试插座；测试时，金属盒体（1）将被测BGA封装组件（2）倒扣在第一介质基板（7）上，BGA封装组件（2）的焊球弹性触碰上述毛纽扣；低频毛纽扣（6）接触低频转接线（14）的圆片，连通指状线形成的低频测试接口；高频信号通过高频毛纽扣（5）垂直过渡到高阻抗匹配线（11），通过低阻抗匹配线（12）传输到共面传输线（13）形成的标准50欧姆通用高频测试接口，对BGA封装组件（2）的性能进行无损测试。2.如权利要求1所述的一种无损测试毫米波BGA封装组件的方法，其特征在于：在所述毛纽扣中，高频毛纽扣（5）与第一介质基板（7）构成介质类同轴线，并弹性触碰高阻抗匹配线（11）。3.如权利要求1所述的一种无损测试毫米波BGA封装组件的方法，其特征在于：所述圆片及围绕接地铜面（10）实现高频电气连接，从而形成了高频...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，张凯，
申请(专利权)人：西南电子技术研究所中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51