一种微焊点电迁移测试结构、制备夹具及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种微焊点电迁移测试结构、制备夹具及制备方法，解决的是测试难度大、精度小的技术问题，通过采用重叠设置的第一PCB板和第二PCB板，第一PCB板和第二PCB板除横截面形状不同外，其余均完全相同且对称；第一PCB板与第二PCB板重叠的4个表面均相同且设置有至少两条铜布线，每条铜布线的两端各设有一个焊盘，在非焊盘的部分涂有用于阻焊的绿油层；同一平面的铜布线的走线角度不同；非接线端焊盘需形成微焊点阵列，微焊点阵列中的各个焊点均设有编号，焊点编号顺序为沿电流方向连续编号；第二PCB板设置有用于接入电源及测试电阻的接线端焊盘的技术方案，较好地解决了该问题，可用于微焊点电迁移测试中。

【技术实现步骤摘要】
一种微焊点电迁移测试结构、制备夹具及制备方法
本专利技术涉及电子封装
，具体涉及一种微焊点电迁移测试结构、制备夹具及制备方法。
技术介绍
电子封装从广义上讲就是将构成电子产品的各种晶体管、裸芯片、引线、电路、基板和其它封装材料等按照规定或设计的要求合理密封、布置、固定和连接，实现与外部环境隔离、屏蔽及保护，最终组装成电子产品的整个工艺过程。在电子封装系统中，微焊点的可靠性决定了电子产品的性能和可靠性，微焊点失效成为电子产品失效的主要原因之一。电迁移现象是在高密度电流作用下微焊点钎料基体中的金属原子沿电流同向或反向运动造成的两相分离(偏析)、相的粗化、相的极性或反极性长大以及空洞等现象。电迁移现象会对微焊点的可靠性和完整性造成严重影响，被认为是微焊点主要的失效形式之一。电迁移现象会导致微焊点电阻或电阻率的变化，电阻或电阻率的变化程度可作为评价电迁移现象严重程度的重要依据。电迁移可靠性是评价电子焊料可靠性的一个重要指标。电子焊料的电迁移测试首先要制备质量满足要求的微焊点，目前微焊点电迁移测试结构大多采用“PCB板/微焊点/PCB板”结构或“Cu/微焊点/Cu”结构，但是先前方案采用的测试结构中的PCB板通常不考虑对称性，当PCB板结构不对称性时在较高温度焊接时各个方向线膨胀尺寸不一样，容易对焊点的焊接质量造成影响；同时，目前许多微焊点电迁移测试结构所采用的走线结构单一，不能全面评估走线结构变化对微焊点电迁移可靠性的影响；另外，目前许多微焊点电迁移测试结构焊点数量过少，焊接时无法充分发挥焊料在焊接时的自对准效应，给微焊点的几何形状控制造成困难，焊点形状与电子产品中真实焊点的几何形状往往存在较大差异。现有的微焊点电迁移测试结构中，焊接完成后由于PCB板的阻隔，焊点位置不可见，难以快速、准确找到所要分析和观察的焊点，增加了焊点切片和失效分析的难度。因此，本专利技术提供了一种结构对称、走线结构多样化、具有微焊点阵列且方便切片观察的微焊点电迁移测试结构，该结构微焊点焊接质量佳且焊点形状可调，可用于评价结构和不同合金类型电子焊料对微焊点电迁移可靠性的影响。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术中存在的测试难度大、精度小的技术问题。提供了一种新的微焊点电迁移测试结构，该微焊点电迁移测试结构具有结构对称、走线结构多样化，具有微焊点阵列且方便切片观察的特点。为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：一种微焊点电迁移测试结构，所述微焊点电迁移测试结构包括重叠设置的第一PCB板和第二PCB板，第一PCB板和第二PCB板除横截面形状不同外，其余均完全相同且对称；第一PCB板与第二PCB板重叠的4个表面均相同且设置有至少两条铜布线，每条铜布线的两端各设有一个焊盘，在非焊盘的部分涂有用于阻焊的绿油层；同一平面的铜布线的走线角度不同；非接线端焊盘需形成微焊点阵列，微焊点阵列中的各个焊点均设有编号，焊点编号顺序为沿电流方向连续编号；第二PCB板设有用于接入电源及测试电阻的接线端焊盘。上述方案中，为优化，进一步地，第一PCB板的形状为正八边形或圆形；第二PCB板的形状为正方形，接线端焊盘设置在第二PCB板的四个顶角。进一步地，所述铜布线的走线角度包含45°、90°、135°和180°。进一步地，所述接线端焊盘大小一致，接线端焊盘直径为0.48mm～1.80mm；非接线端的焊盘阵列呈圆形或近似圆形排列，焊盘直径为0.30mm～0.80mm。本专利技术还提供了一种制备夹具，用于制备前述的微焊点电迁移测试结构，包括圆形底座、重量片和定位柱三部分；所述重量片的除厚度以外几何尺寸与第二PCB板一致；所述圆形底座材质为金属，圆形底座上开有四个小凹槽；圆形底座的小凹槽中设有对应的四个定位柱。进一步地，所述定位柱高度高于或等于重量片高度。本专利技术还提供了一种微焊点电迁移测试结构的制备方法，所述微焊点电迁移测试结构的制备方法用于前述微焊点电迁移测试结构，包括：步骤一：制作第一PCB板和第二PCB板，在第一PCB板和第二PCB板的四个面进行铜布线和焊盘阵列的设置；步骤二：选择第一PCB板的任意一个面，作为待焊面；选择第二PCB板的任意一个面，作为待焊面；步骤三：采用权利要求5或6的制备夹具，将第二PCB板水平放入4根定位柱之间，将电源线和电阻测试线焊接在第二PCB板的接线端焊盘，第二PCB板的待焊面涂敷助焊剂，植入焊料焊球，再水平放置第一PCB板，第一PCB板朝第二PCB板的面为待焊面，待焊面涂敷助焊剂；步骤四：在第一PCB板上放置可施压重量片，调节可施压重量片使得焊点高度和形状一致；步骤五：利用回流焊方法，使第二PCB板、焊料焊球和第一PCB板之间形成微焊点阵列，第二PCB板的铜布线、微焊点阵列和第一PCB板的铜布线形成一条导通的线路；步骤六：加载直流稳压电流，进行微焊点电迁移测试，监测电阻变化。本专利技术的有益效果：第一PCB板和第二PCB板的结构和走线对称轴较多，结构完全对称或近似对称；第一PCB板和第二PCB板的上下面的结构完全相同，不区分正反面，可以使用任意一个面作为待焊面。第一PCB板和第二PCB板待焊面焊点数量较多且呈近似圆形排列，由自对准效应容易形成质量较好的微焊点阵列，大大降低了焊接不良率。第一PCB板和第二PCB板的走线的角度多样化，包含45°、90°、135°和180°，可用于评估多种走线结构对微焊点电迁移可靠性的影响。第一PCB板和第二PCB板的各个焊盘均设有编号，焊点编号顺序为沿电流方向的连续编号；与焊接面焊点相对应的背面焊盘位置可见，便于定位焊点并切片，可以快速、准确地找到所要分析和观察的焊点。焊接夹具中重量片的除厚度以外几何尺寸与第二PCB板一致，可保证各个焊点的高度和形状一致；可以通过控制重量片厚度或叠加使用重物片来调节焊点的高度和形状。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为实施例中微焊点电迁移测试结构断面示意图图2为实施例中第一PCB板的铜布线示意图图3为实施例中第一PCB板的焊盘分布示意图图4为实施例中第二PCB板的铜布线示意图图5为实施例中第二PCB板的焊盘分布示意图图6为实施例中微焊点阵列中微焊点编号示意图图7为实施例中微焊点电迁移测试结构放入夹具示意图图8为实施例中夹具的圆形底座俯视示意图图中，1—第一PCB板；2—焊料焊球；3—第二PCB板；4—绿油层；5—铜布线；6—非接线端焊盘；7—直流稳压电源接线端；8—测试电阻接线端；9—圆形底座；10—重量片；11—定位柱；12—小凹槽。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例本实施例提供了一种微焊点电迁移测试结构，所述微焊点电迁移测试结构包括重叠设置的第一PCB板、微焊点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微焊点电迁移测试结构，其特征在于：所述微焊点电迁移测试结构包括重叠设置的第一PCB板和第二PCB板，第一PCB板和第二PCB板除横截面形状不同外，其余均完全相同且对称；第一PCB板与第二PCB板重叠的4个表面均相同且设置有至少两条铜布线，每条铜布线的两端各设有一个焊盘，在非焊盘的部分涂有用于阻焊的绿油层；同一平面的铜布线的走线角度不同；非接线端焊盘需形成微焊点阵列，微焊点阵列中的各个焊点均设有编号，焊点编号顺序为沿电流方向连续编号；第二PCB板设有用于接入电源及测试电阻的接线端焊盘。/n

【技术特征摘要】
1.一种微焊点电迁移测试结构，其特征在于：所述微焊点电迁移测试结构包括重叠设置的第一PCB板和第二PCB板，第一PCB板和第二PCB板除横截面形状不同外，其余均完全相同且对称；第一PCB板与第二PCB板重叠的4个表面均相同且设置有至少两条铜布线，每条铜布线的两端各设有一个焊盘，在非焊盘的部分涂有用于阻焊的绿油层；同一平面的铜布线的走线角度不同；非接线端焊盘需形成微焊点阵列，微焊点阵列中的各个焊点均设有编号，焊点编号顺序为沿电流方向连续编号；第二PCB板设有用于接入电源及测试电阻的接线端焊盘。


2.根据权利要求1所述的微焊点电迁移测试结构，其特征在于：第一PCB板的形状为正八边形或圆形；第二PCB板的形状为正方形，接线端焊盘设置在第二PCB板的四个顶角。


3.根据权利要求1所述的微焊点电迁移测试结构，其特征在于：所述铜布线的走线角度包含45°、90°、135°和180°。


4.根据权利要求1所述的微焊点电迁移测试结构，其特征在于：所述接线端焊盘大小一致，接线端焊盘直径为0.48mm～1.80mm；非接线端的焊盘阵列呈圆形或近似圆形排列，焊盘直径为0.30mm～0.80mm。


5.一种制备夹具，其特征在于：所述制备夹具用于制备权利要求1-4任一所述的微焊点电迁移测试结构，包括圆形底座、重量片和定位柱三部分；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦红波，雷楚宜，黄家强，李望云，刘天寒，丁超，秦薇，蔡苗，杨道国，张国旗，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45