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Board Level Reliability
板级可靠度服务

什么是板级可靠度?

 

板级可靠度是指元件经表面贴装(SMT)固定于印刷电路板(PCB)后,针对其连接可靠度所进行的验证。测试重点在于评估 封装元件与电路板之间的锡球(solder ball)焊点强度与耐久性,确保产品在实际使用中能维持稳定性能。

 

随着 电子产品朝轻薄短小、多功能发展,以及 无铅焊料、无卤电路板 逐渐取代传统有铅焊料与有卤材料,整体材料趋向脆性,焊点的可靠度挑战更加严峻。特别是在可携式装置中,产品在使用或搬运过程若遭受 碰撞、跌落或动态荷载,锡球焊点极易发生破裂。

 

此外,随着封装技术的进步,焊点尺寸不断缩小,使得焊点可靠度更难维持。这些因素使得 板级可靠度测试(BLR Test) 成为电子产业关键环节,广受重视。

 

封装是以建立各层级间介面结合(Interconnection)为基础的技术,如图所示,其制程技术以五个不同层级区分:

  • 第零层级(芯片层级介面结合):IC芯片上的电路设计与制造。
  • 第一层级(单芯片或多芯片模组):将IC芯片封装于壳体中,并完成电路及密封保护的制程又称为模组(Module)或芯片层级封装(Chip-level Packages)。
  • 第二层级(印刷电路板,PCB):将第一层级封装完成的元件组合于电路卡上的制程。
  • 第三层级(母板):将数个电路版组合于主机板(Board)上成为次系统的制程。
  • 第四层级(电子产品):将数个次系统组合成为一完整的电子产品(Gate)的制程。

 

 

板级可靠度属于 电子封装五大层级技术中的第二层级,重点在于评估「元件与电路板之间」的组合结构可靠度。根据 IPC 9703 规范,板级可靠度可再细分为两种类型:

  • 元件板级试验

    • 采用简化测试板,仅包含单一种类元件,并依不同组别进行测试。

    • 测试板可能包含多个相同元件,但设计不需与最终系统电路板相同。

    • 适合在早期验证阶段,快速评估元件焊点的可靠度。

  • 系统板级试验

    • 使用与实际产品接近的系统板,包含所有主要元件。

    • 测试对象为实际使用的元件或等效测试元件。

    • 能更准确模拟最终应用环境中的可靠度表现。


菊花链设计(Daisy Chain Design)

 

在板级可靠度试验中,为了即时监测元件中所有焊点的可靠度,常采用菊花链设计。其原理是透过特殊电路设计,将元件与电路板上的焊点串接成网路结构,当产品组装完成后,检测设备可透过侦测该网路的导通或断路状态,来判断锡球焊点是否失效。换言之,不论是哪一个焊点发生裂缝或断裂,系统都能立即发现异常。

 

闳康科技拥有完整的菊花链测试板设计服务,可依据以下国际标准为客户量身设计:JESD22-B111、JESD22-B111A、JESD22-B113、IPC-9701,透过符合规范的设计与验证,客户能更快速、准确地掌握产品焊点的可靠度表现,降低潜在失效风险。


常见问题
Q1. Mechanical shock 可以做到几G ?
A. 最大12000G;常见为10000G,0.2mS~0.25mS 及 1500G 0.5mS。
Q2. 是否可以进行 cyclic bending ?
A. 可依客户需求进行治具设计并执行Cyclic bending,但无同步应变规量测功能。
Q3. 可否进行三点与四点 bending ?
A. 可以执行(特别尺寸需制作治具) IEC 60068-2-21/IPC 9702 三点或四点Bending
Q4. 动态量测方式有哪些呢 ?
A. 黏贴单轴或三轴应变规量测 或以 Event detector/Data Logger 进行量测。
Q5. 产品失效可以做什么样的 FA ?
A.    进行非破坏分析如SAT3D X-Ray..等 或 破坏性分析如切片、红墨水试验..等。

 

Service Examples
服务项目

SMT 表面元件黏着技术服务

板级温度循环试验

板级跌落试验

板级单向弯曲试验

板级循环弯曲试验

翘曲量测

应变量测

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1970
本次 MAFT 研讨会以「创新器件 & 封装」为核心主题,邀请专家学者们,聚焦超晶格铁电存储器、硅光子、6G高频EMI封装与量子计算等前瞻议题,带领与会者深入掌握下一世代半导体技术发展脉络。
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