專利名稱：掉落沖擊裝置及其測試方法
技術領域：
本發明涉及一種掉落沖擊裝置，且特別涉及一種對芯片封裝體之焊球進行測試的掉落沖擊裝置及測試方法。
背景技術：
大部分的電子產品在封裝完成之后，通常會進行成品測試，例如老化測試、電性測試、拉力測試、焊球剪應力測試等，以確保電子產品的生產質量與合格率。尤其是小型、可攜帶的電子裝置，很容易因碰撞或掉落所產生之沖擊波(Impulse)，而使其內部之芯片封裝體受到破壞，例如破壞芯片封裝體與印刷電路板(PCB)之間的焊球(solderball)接合性。因此，業界在計算芯片封裝體之耐震度上，才制訂一套嚴格的測試標準，例如根據JEDEC，JC-14.1-02-286A所制訂之掉落試驗(drop test)，以計算芯片封裝體從高空掉落時之耐震能力。
請參照圖1，其為公知一種掉落測試裝置的示意圖。此掉落測試裝置100主要包括固定架110、掉落臺120以及沖擊平臺130。其中，固定架110具有兩個升降軌道112、114，以使掉落臺120能沿著兩個升降軌道112、114之間上下移動。此外，掉落臺120用以承載芯片12與基板14之封裝體10，且基板14之底部例如以焊球16固定在大面積之印刷電路板18上，如圖1之放大示意圖所示。當掉落臺120由一高度往下掉落時，掉落臺120撞擊沖擊平臺130之表面，以測試芯片封裝體10的耐震能力。
值得注意的是，芯片封裝體受到印刷電路板所傳來的震動波而反復跳動，以作為焊球接合性的參考依據。但是，由于焊球固定于印刷電路板上，且芯片封裝體與掉落臺不直接接觸，故無法得到未上板之焊球于芯片封裝體上之接合強度的可靠數據。
發明內容
本發明的目的就是提供一種掉落沖擊裝置，用以測試芯片封裝體直接受到反作用力影響時，其焊球的接合強度是否符合測試標準。
本發明的另一目的是提供一種掉落沖擊試驗的測試方法，用以測試芯片封裝體直接受到反作用力影響時，其焊球的接合強度是否符合測試標準。
本發明提出一種掉落沖擊裝置，適于對芯片封裝體之焊球進行測試，該掉落沖擊裝置包括固定架、掉落臺以及夾具。其中，掉落臺設置于固定架上，該掉落臺具有第一表面以及對應之第二表面，該第一表面用以承載芯片封裝體，且芯片封裝體與第一表面緊密接觸。此外，夾具固定于掉落臺之第一表面上，且該夾具用以固定該芯片封裝體于該掉落臺上。
依照本發明的較佳實施例所述，掉落沖擊裝置還包括沖擊平臺，其設置于固定架之底部，而掉落臺適于由一高度掉落，并以第二表面撞擊該沖擊平臺。此外，第二表面例如為曲面或平面。
依照本發明的較佳實施例所述，固定架例如具有兩個升降軌道，而掉落臺可移動地組裝于該兩個升降軌道之間。
本發明另提出一種掉落沖擊試驗的測試方法，包括下列步驟首先，放置掉落臺于固定架上，該掉落臺具有第一表面以及對應之第二表面，且該掉落臺還具有夾具，其固定于該第一表面上。接著，將芯片封裝體放置于掉落臺之第一表面上，并以夾具施壓于該芯片封裝體之焊球所在的表面。讓掉落臺由一高度往下掉落，該掉落臺以第二表面撞擊至沖擊平臺，且芯片封裝體受夾具施壓而未產生跳動。
依照本發明的較佳實施例所述，掉落臺可移動地組裝于固定架之兩個升降軌道之間，以調整該掉落臺之高度。此外，第二表面例如選自曲面或平面。
依照本發明的較佳實施例所述，夾具例如以兩個壓條固定該芯片封裝體之焊球所在的表面。
本發明因采用可反復測試焊球接合強度之掉落沖擊裝置及其測試方法，以模擬芯片封裝體由高處落下，受到反作用力的影響時，其焊球破壞的程度是否符合測試的標準。因此，其測試結果可作為焊球接合強度的參考依據，且可靠度高。
為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
圖1為公知一種掉落測試裝置的示意圖。
圖2為本發明一較佳實施例之一種掉落沖擊裝置的示意圖。
圖3為圖2之掉落臺撞擊至沖擊平臺的示意圖。
主要元件標記說明10、20封裝體12、22芯片14、24基板16、26、26a焊球18印刷電路板28封膠100掉落測試裝置110固定架112、114升降軌道120掉落臺130沖擊平臺200掉落沖擊裝置
210固定架212、214升降軌道220掉落臺222第一表面224第二表面226夾具228壓條230沖擊平臺具體實施方式
請參照圖2，其為本發明一較佳實施例之一種掉落沖擊裝置的示意圖。此掉落沖擊裝置200主要是測試未上板之焊球26于芯片封裝體20上的接合強度，其至少包括固定架210、掉落臺220以及固定芯片封裝體20之夾具226。其中，固定架210例如具有兩個升降軌道212、214，而掉落臺220設置于兩個升降軌道212、214之間，并可沿著兩個升降軌道212、214上下移動至一高度H，以進行掉落沖擊試驗。此外，掉落臺220具有第一表面222以及第二表面224，而夾具226固定于第一表面222上，且夾具226可施壓于芯片封裝體20之焊球26所在的表面。
如圖2所示，當芯片封裝體20放置于掉落臺220之第一表面222上時，受到夾具226施壓或鎖固的結果，芯片封裝體20能與掉落臺220之第一表面222緊密接觸。在本實施例中，芯片封裝體20具有封膠28，其內部包覆引線接合或覆晶接合至基板24的芯片22，且封膠28之表面對應接觸掉落臺220之第一表面222。此外，芯片封裝體20之焊球26所在的表面為基板24之表面，且夾具226例如以兩個壓條228固定基板24的邊緣。當然，芯片封裝體20亦可以其它方式固定，其實施方式可依照芯片封裝體20的形態不同而適當地調整夾具226的種類，在此不一一詳述。
值得注意的是，本發明的測試方法與公知的測試方法不同的是，此芯片封裝體20之焊球26不需焊接于大面積的印刷電路板，而是獨立地位于芯片封裝體20之基板24上。因此，當進行下述之掉落撞擊試驗時，所得到的結果也會與公知掉落測試的結果不同，茲說明如下請參照圖3，其為圖2之掉落臺撞擊至沖擊平臺的示意圖。當掉落臺220上之芯片封裝體20由一高度H往下自由掉落時，掉落臺220以第二表面222撞擊至底部的沖擊平臺230。特別是，芯片封裝體20直接受到掉落臺220所傳來的沖擊波的影響，在其焊球26上對應產生拉力波，而非產生震動波，因此即可得知焊球26破壞的程度是否符合標準。若是焊球26經一次或多次撞擊之后，有部分焊球26a從基板24上脫離而掉落，則表示焊球26a的接合強度不佳。反之，經過一次或多次撞擊之后，若焊球26沒有從基板24上脫離，則表示焊球26的接合強度夠。
此外，在選用掉落臺220、沖擊平臺230之材質時可使用耐撞擊的不銹鋼等金屬或固化塑材，而不同的掉落臺220對測試的結果也不盡相同，因此可依照實際測試條件來選用不同材質的掉落臺220，或是選用不同曲面弧度的掉落臺220。在本實施例中，掉落臺220之第二表面224為曲面，以點對面接觸(point-to-surface contact)沖擊平臺230，但亦可選用平面來進行測試。
綜上所述，本發明因采用可反復測試焊球接合強度之掉落沖擊裝置及其測試方法，以模擬芯片封裝體由高處落下，受到反作用力的影響時，其焊球破壞的程度是否符合測試的標準。特別是，芯片封裝體直接受到掉落臺所傳來的沖擊波的影響，在其焊球上對應產生拉力波，而非震動波。因此，其測試結果可作為焊球接合強度的參考依據，且可靠度高。
雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作些許的更動與改進，因此本發明的保護范圍當視權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種掉落沖擊裝置，適于對芯片封裝體之焊球進行測試，其特征是該掉落沖擊裝置包括固定架；掉落臺，設置于該固定架上，該掉落臺具有第一表面以及對應之第二表面，該第一表面用以承載該芯片封裝體，且該芯片封裝體與該第一表面緊密接觸；以及夾具，固定于該掉落臺之該第一表面上，且該夾具用以固定該芯片封裝體于該掉落臺上。
2.根據權利要求1所述之掉落沖擊裝置，其特征是還包括沖擊平臺，設置于該固定架之底部，該掉落臺適于由一高度掉落，并以該第二表面撞擊該沖擊平臺。
3.根據權利要求2所述之掉落沖擊裝置，其特征是該沖擊平臺之材質包括金屬。
4.根據權利要求1所述之掉落沖擊裝置，其特征是該第二表面為曲面或平面。
5.根據權利要求1所述之掉落沖擊裝置，其特征是該固定架具有兩個升降軌道，而該掉落臺可移動地組裝于該兩個升降軌道之間。
6.根據權利要求1所述之掉落沖擊裝置，其特征是該芯片封裝體具有封膠，且該封膠之表面緊密接觸于該掉落臺之該第一表面。
7.根據權利要求1所述之掉落沖擊裝置，其特征是該芯片封裝體設置其焊球之表面為基板之表面，而該夾具分別以兩個壓條固定該基板之邊緣。
8.一種掉落沖擊試驗的測試方法，其特征是包括下列步驟放置掉落臺于固定架上，該掉落臺具有第一表面以及對應之第二表面，且該掉落臺還具有夾具，其固定于該第一表面上；將芯片封裝體放置于該掉落臺之該第一表面上，并以該夾具施壓于該芯片封裝體之焊球所在的表面；以及讓該掉落臺由一高度往下掉落，該掉落臺以該第二表面撞擊至沖擊平臺，且該芯片封裝體受該夾具施壓而未產生跳動。
9.根據權利要求8所述之掉落沖擊試驗的測試方法，其特征是該掉落臺可移動地組裝于該固定架之兩個升降軌道之間，以調整該掉落臺之高度。
10.根據權利要求8所述之掉落沖擊試驗的測試方法，其特征是該夾具以兩個壓條固定該芯片封裝體之焊球所在的表面。
11.根據權利要求8所述之掉落沖擊試驗的測試方法，其特征是該第二表面選自曲面或平面。
12.根據權利要求8所述之掉落沖擊試驗的測試方法，其特征是該芯片封裝體具有封膠，該夾具施壓于該芯片封裝體之步驟中，包括使該封膠之表面緊密接觸于該掉落臺之該第一表面。
全文摘要
一種掉落沖擊試驗的測試方法，包括下列步驟首先，放置掉落臺于固定架上，該掉落臺具有第一表面以及對應之第二表面，且該掉落臺還具有夾具，其固定于該第一表面上。接著，將芯片封裝體放置于掉落臺之第一表面上，并以夾具施壓于該芯片封裝體之焊球所在的表面。讓掉落臺由一高度往下掉落，該掉落臺以第二表面撞擊至沖擊平臺，且芯片封裝體受夾具施壓而未產生跳動，用以測試芯片封裝體上之焊球的接合強度。
文檔編號G01R31/00GK1940518SQ20051010592
公開日2007年4月4日 申請日期2005年9月30日 優先權日2005年9月30日
發明者賴逸少, 葉昶麟, 楊秉豐 申請人:日月光半導體制造股份有限公司