一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，屬于電子裝聯(lián)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的CCGA實現(xiàn)了對真實CCGA器件的完全模擬。自制CCGA試驗件選用和真實器件完全相同的陶瓷基板材料，焊柱，焊膏，以及相應(yīng)的加工制作工藝。本發(fā)明通過在CCGA上設(shè)計菊花鏈電路，與印制板菊花鏈電路相配合，可以有效監(jiān)測CCGA器件引腳焊接過程中電性能的變化情況。避免了實際使用中的CCGA器件進行電性能測試過程中，需設(shè)計大量的外圍電路，使用相應(yīng)的元器件，并對各器件進行焊接，成本昂貴，過程復(fù)雜。
【專利說明】一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，屬于電子裝聯(lián)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]陶瓷柱柵陣列(Ceramic Column Grid Array,以下簡稱CCGA)組件是陶瓷球柵陣列(CBGA)封裝的一個擴展。CCGA并不使用高熔體球，而是通過使用高熔圓柱體，更靈活的互連，實現(xiàn)了可靠性的顯著提高。CCGA封裝還具備耐高溫、耐高壓和良好的抗潮濕性能等特性。目前，CCGA已廣泛應(yīng)用于軍事、航空和航天電子產(chǎn)品中，成為設(shè)計人員優(yōu)選的封裝形式。
[0003]但CCGA器件特殊的封裝形式也加大了工藝實施和質(zhì)量保證的難度；該類器件主要生產(chǎn)廠家為國外軍事領(lǐng)域的巨頭企業(yè)，國內(nèi)對該類器件的研究才剛剛起步，業(yè)內(nèi)對CCGA器件焊接的可靠性卻遠未達到理想的水平，特別是在需要反復(fù)經(jīng)受力學(xué)振動和溫度循環(huán)等試驗的航天產(chǎn)品應(yīng)用中，器件失效案例也時有發(fā)生。
[0004]國內(nèi)對CCGA器件的焊接可靠性研究剛剛起步。傳統(tǒng)對新器件焊接可靠性試驗方式是直接選用真實器件進行焊接試驗，這種方式可以在大量試驗的基礎(chǔ)上得到真實的工藝參數(shù)，但需耗費一定數(shù)量的真實器件。當(dāng)器件價格較低，可以較容易大量采購到時，才可實施。但宇航級的CCGA器件價格在每片十萬以上，且可獲得性極差，造成無法開展傳統(tǒng)意義上以大量樣本為基礎(chǔ)的工藝試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，制造成本只需千元，解決了 CCGA器件價格昂貴，可獲取性差等因素，無法對其開展大量工藝試驗的難題，該工裝上設(shè)計的專用菊花鏈電路可用來有效檢測CCGA器件的焊接質(zhì)量，避免了工藝試樣件沒有內(nèi)部芯片無法檢測焊接性能的影響。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明的一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，該陶瓷柱柵陣列包括陶瓷基板、焊柱和印制板；
[0008]所述陶瓷基板材料為Al2O3，在1600°C溫度下共燒得到陶瓷基板，陶瓷基板的底面絲網(wǎng)印刷有直徑為0.8mm的焊盤及菊花鏈電路；焊盤間距為1.27mm ；
[0009]焊柱直徑為0.5mm，材料為Pb90Snl0，通過回流焊接的方式與陶瓷基板對應(yīng)焊盤焊接，共需717根；
[0010]印制板上有用絲網(wǎng)印刷的焊盤及菊花鏈電路；焊盤直徑為0.8mm，焊盤間距為1.27mm ；
[0011]印制板上有和陶瓷基板相對應(yīng)的菊花鏈電路，陶瓷基板上的菊花鏈電路與印制板上的菊花鏈電路通過焊柱形成閉環(huán)電路；
[0012]焊柱通過焊接的方式焊接在陶瓷基板的焊盤和對應(yīng)的印制板的焊盤之間；[0013]陶瓷基板外形尺寸為35mm*35mm，四角為1.27*45°的直倒角，厚度為2.5mm。
[0014]所述的焊柱高度為2.2mm圓柱體，焊柱分布為27*27，間距為1.27mm的均勻陣列；
[0015]焊柱的兩端都選用熔點為183°C的Pb37Sn63焊料。
[0016]有益效果
[0017]本發(fā)明的CCGA克服了焊接試驗成本昂貴的難題，只需傳統(tǒng)試驗方法不到百分之一的成本，為開展大子樣量的CCGA器件焊接試驗提供解決方案。
[0018]本發(fā)明的CCGA實現(xiàn)了對真實CCGA器件的完全模擬。自制CCGA試驗件選用和真實器件完全相同的陶瓷基板材料，焊柱，焊膏，以及相應(yīng)的加工制作工藝。
[0019]本發(fā)明通過在CCGA上設(shè)計菊花鏈電路，與印制板菊花鏈電路相配合，可以有效監(jiān)測CCGA器件引腳焊接過程中電性能的變化情況。避免了實際使用中的CCGA器件進行電性能測試過程中，需設(shè)計大量的外圍電路，使用相應(yīng)的元器件，并對各器件進行焊接，成本昂貴，過程復(fù)雜。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為陶瓷基板上的焊盤的位置分布圖及菊花鏈電路示意圖；
[0021]圖2為印制板上的焊盤的位置分布圖及菊花鏈電路示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023]實施例
[0024]一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，該陶瓷柱柵陣列包括陶瓷基板、焊柱和印制板；
[0025]所述陶瓷基板材料為Al2O3，在1600°C溫度下共燒得到陶瓷基板，陶瓷基板的底面絲網(wǎng)印刷有直徑為0.8mm的焊盤及菊花鏈電路；焊盤間距為1.27mm ；
[0026]焊柱直徑為0.5mm，材料為Pb90Snl0，通過回流焊接的方式與陶瓷基板對應(yīng)焊盤焊接，共需717根；焊柱通過釬料絲切成長度為2.2mm的短柱；
[0027]印制板上有用絲網(wǎng)印刷的焊盤及菊花鏈電路；焊盤直徑為0.8mm，焊盤間距為
1.27mm ；
[0028]印制板上有和陶瓷基板相對應(yīng)的菊花鏈電路，陶瓷基板上的菊花鏈電路與印制板上的菊花鏈電路通過焊柱形成閉環(huán)電路；
[0029]焊柱通過焊接的方式焊接在陶瓷基板的焊盤和對應(yīng)的印制板的焊盤之間；
[0030]陶瓷基板外形尺寸為35mm*35mm，四角為1.27*45°的直倒角，厚度為2.5mm。
[0031]所述的焊柱高度為2.2mm圓柱體，焊柱分布為27*27，間距為1.27mm的均勻陣列；
[0032]焊柱的兩端都選用熔點為183°C的Pb37Sn63焊料。
[0033]陶瓷基板上的焊盤的位置分布圖如圖1所示，焊盤分布為27*27，27行編號為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27 ；27 列編號為 A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、L、M、N、P、R、T、U、V、W、Y、AA、AB、AC、AD、AE、AF、AG。在四角
上分別缺少3個焊盤。共有焊盤數(shù)位27*27-3*4=717個。
[0034]菊花鏈電路如圖1所示，連接關(guān)系為:B2連接C1、AE1連接AF2、AG3連接AG25、AF26連接AE27、C27連接B26、A25連接A3 ；A4連接B3、C2連接D1、AD1連接AE2、AF3連接AG4、AG24 連接 AF25、AE26 連接 AD27、D27 連接 C26、B25 連接 A24 ；A5 連接 B4、C3 連接 D2、El連接F1、G1連接H1、J1連接K1、L1連接Ml、NI連接PU Rl連接T1、U1連接V1、W1連接YUAAl 連接 AB1、AC I 連接 AD2、AE3 連接 AF4、AG5 連接 AG6、AG7 連接 AG8、AG9 連接 AG IO、AGll 連接 AG12、AG13 連接 AG14、AG15 連接 AG16、AG17 連接 AG18、AG19 連接 AG20、AG21 連接 AG22、AG23 連接 AF24、AE25 連接 AD26、AC27 連接 AB27、AA27 連接 Y27、W27 連接 V27、U27連接T27、R27連接P27、N27連接M27、L27連接K27、J27連接H27、G27連接F27、E27連接D26、C25連接B24; A6連接B5、C4連接D3、E2連接F2、G2連接H2、J2連接K2、L2連接M2、N2連接P2、R2連接T2、U2連接V2、W2連接Y2、AA2連接AB2、AC2連接AD3、AE4連接AF5、AF6 連接 AF7、AF8 連接 AF9、AFlO 連接 AFl1、AF12 連接 AF13、AF14 連接 AF15、AF16 連接AF17、AF18 連接 AF19、AF20 連接 AF21、AF22 連接 AF23、AE24 連接 AD25、AC26 連接 AB26、AA26 連接 Y26、W26 連接 V26、U26 連接 T26、R26 連接 P26、N26 連接 M26、L26 連接 K26、J26連接 H26、G26 連接 F26、E26 連接 D25、C24 連接 B23、A22 連接 A21; Dll 連接 D10、D9 連接 E8、F7連接G6、H5連接J4、K4連接L4、M4連接N4、P4連接R4、T4連接U4、V4連接W4、Y5連接AA6、AB7 連接 AC8、AD9 連接 AD10、ADll 連接 AD12、AD13 連接 AD14、AD15 連接 AD16、AD17連接 AD18、AD19 連接 AC20、AB21 連接 AA22、Y23 連接 W24、V24 連接 U24、T24 連接 R24、P24連接N24、M24連接L24、K24連接J23、H22連接G2UF20連接E19、D18連接D17; L13連接M13、M12 連接 N12、P12 連接 R12、T12 連接 U12、U13 連接 U14、U15 連接 U16、U17 連接 T17、R17 連接 P17、N17 連接 M17、M16 連接 M15、N13 連接 N14、N15 連接 N16、P13 連接 P14、P15連接P16、R13連接R14、R15連接R16、T13連接T14、T15連接T16、U13連接U14、U15連接U16。
[0035]印制板上的焊盤的位置分布圖如圖2所示，印制板焊盤編號規(guī)則與陶瓷基板焊盤—致。
[0036]菊花鏈電路如圖2所示，連接關(guān)系為:A3連接B2、AF2連接AG3、AG25連接AF26、AE27 連接 C27、B26 連接 A25;B3 連接 C2、D1 連接 AD1、AE2 連接 AF3、AG4 連接 AG24、AF25 連接AE26、AD27連接D27、C26連接B25;B4連接C3、D2連接EUFl連接GUHl連接JUKI連接L1、M1連接N1、Pl連接RUTl連接U1、V1連接W1、Y1連接AAUABl連接AC1、AD2連接AE3、AF4 連接 AG5、AG6 連接 AG7、AG8 連接 AG9、AG10 連接 AG11、AG12 連接 AG13、AG14 連接AG15、AG16 連接 AG17、AG18 連接 AG19、AG20 連接 AG21、AG22 連接 AG23、AF24 連接 AE25、AD26 連接 AC27、AB27 連接 AA27、Y27 連接 W27、V27 連接 U27、T27 連接 R27、P27 連接 N27、M27 連接 L27、K27 連接 J27、H27 連接 G27、F27 連接 E27、D26 連接 C25、B24 連接 A23; B5 連接C4、D3連接E2、F2連接G2、H2連接J2、K2連接L2、M2連接N2、P2連接R2、T2連接U2、V2連接W2、Y2連接AA2、AB2連接AC2、AD3連接AE4、AF5連接AF6、AF7連接AF8、AF9連接AF10、AFll 連接 AF12、AF13 連接 AF14、AF15 連接 AF16、AF17 連接 AF18、AF19 連接 AF20、AF21 連接 AF22、AF23 連接 AE24、AD25 連接 AC26、AB26 連接 AA26、Y26 連接 W26、V26 連接U26、T26 連接 R26、P26 連接 N26、M26 連接 L26、K26 連接 J26、H26 連接 G26、F26 連接 E26、D25連接C24、B23連接A22;A11連接BlUBll連接ClUCll連接DlUDlO連接D9、E8連接F7、G6連接H5、J4連接K4、L4連接M4、N4連接P4、R4連接T4、U4連接V4、W4連接Y5、AA6連接 AB7、AC8 連接 AD9、AD10 連接 AD11、AD12 連接 AD13、AD14 連接 AD15、AD16 連接 AD17、AD18 連接 AD19、AC20 連接 AB21、AA22 連接 Y23、W24 連接 V24、U24 連接 T24、R24 連接 P24、N24 連接 M24、L24 連接 K24、J23 連接 H22、G21 連接 F20、E19 連接 D18、D17 連接 C17、C17連接B17、B17連接A17; A13連接B13、B13連接C13、C13連接D13、D13連接E13、E13連接F13、F13 連接 G13、G13 連接 H13、H13 連接 J13、J13 連接 K13、K13 連接 L13、M13 連接 M12、N12 連接 P12、R12 連接 T12、U12 連接 U13、N13 連接 P13、R13 連接 T13、N14 連接 N15、P14連接P15、R14連接R15、T14連接T15、U14連接U15、U16連接U17、T16連接T17、R16連接R17、P16 連接 P17、N16 連接 N17、M16 連接 M17、M15 連接 L15、L15 連接 K15、K15 連接 J15、J15 連接 Η15、Η15 連接 G15、G15 連接 F15、F15 連接 Ε15、Ε15 連接 D15、D15 連接 C15、C15連接Β15、Β15連接Α15。
[0037]由于陶瓷基板上的菊花鏈電路與印制板上的菊花鏈電路通過焊柱形成閉環(huán)電路，所以通過對菊花鏈上不同位置的測試點電阻值的觀測，可有效判定焊點焊接質(zhì)量。
[0038]本發(fā)明未詳細說明內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，其特征在于:該陶瓷柱柵陣列包括陶瓷基板、焊柱和印制板； 陶瓷基板的底面絲網(wǎng)印刷有直徑為0.8mm的焊盤及菊花鏈電路；焊盤間距為1.27mm ； 印制板上有用絲網(wǎng)印刷的焊盤及菊花鏈電路；焊盤直徑為0.8mm，焊盤間距為1.27mm ； 印制板上有和陶瓷基板相對應(yīng)的菊花鏈電路，陶瓷基板上的菊花鏈電路與印制板上的菊花鏈電路通過焊柱形成閉環(huán)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，其特征在于:陶瓷基板外形尺寸為35mm*35mm,四角為1.27*45°的直倒角，厚度為2.5mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，其特征在于:焊柱高度為2.2mm圓柱體，焊柱分布為27*27，間距為1.27mm的均勻陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，其特征在于:焊柱的兩端都選用熔點為183°C的Pb37Sn63焊料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，其特征在于:陶瓷基板材料為Al2O3，在1600°C溫度下共燒得到陶瓷基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于試驗的陶瓷柱柵陣列，其特征在于:焊柱直徑為0.5mm，材料為Pb90Snl0，通過回流焊接的方式與陶瓷基板對應(yīng)焊盤焊接。
【文檔編號】H05K1/11GK103687291SQ201310692766
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】廖聲沖, 何偉, 李國叢, 王佳 申請人:北京遙測技術(shù)研究所, 航天長征火箭技術(shù)有限公司