Board Level Reliability
板級可靠度服務

什麼是板級可靠度?

 

板級可靠度是指元件經表面貼裝(SMT)固定於印刷電路板(PCB)後,針對其連接可靠度所進行的驗證。測試重點在於評估 封裝元件與電路板之間的錫球(solder ball)焊點強度與耐久性,確保產品在實際使用中能維持穩定性能。

 

隨著 電子產品朝輕薄短小、多功能發展,以及 無鉛焊料、無鹵電路板 逐漸取代傳統有鉛焊料與有鹵材料,整體材料趨向脆性,焊點的可靠度挑戰更加嚴峻。特別是在可攜式裝置中,產品在使用或搬運過程若遭受 碰撞、跌落或動態荷載,錫球焊點極易發生破裂。

 

此外,隨著封裝技術的進步,焊點尺寸不斷縮小,使得焊點可靠度更難維持。這些因素使得 板級可靠度測試(BLR Test) 成為電子產業關鍵環節,廣受重視。

 

封裝是以建立各層級間介面結合(Interconnection)為基礎的技術,如圖所示,其製程技術以五個不同層級區分:

  • 第零層級(晶片層級介面結合):IC晶片上的電路設計與製造。
  • 第一層級(單晶片或多晶片模組):將IC晶片封裝於殼體中,並完成電路及密封保護的製程又稱為模組(Module)或晶片層級封裝(Chip-level Packages)。
  • 第二層級(印刷電路板,PCB):將第一層級封裝完成的元件組合於電路卡上的製程。
  • 第三層級(母板):將數個電路版組合於主機板(Board)上成為次系統的製程。
  • 第四層級(電子產品):將數個次系統組合成為一完整的電子產品(Gate)的製程。

 

 

板級可靠度屬於 電子封裝五大層級技術中的第二層級,重點在於評估「元件與電路板之間」的組合結構可靠度。根據 IPC 9703 規範,板級可靠度可再細分為兩種類型:

  • 元件板級試驗

    • 採用簡化測試板,僅包含單一種類元件,並依不同組別進行測試。

    • 測試板可能包含多個相同元件,但設計不需與最終系統電路板相同。

    • 適合在早期驗證階段,快速評估元件焊點的可靠度。

  • 系統板級試驗

    • 使用與實際產品接近的系統板,包含所有主要元件。

    • 測試對象為實際使用的元件或等效測試元件。

    • 能更準確模擬最終應用環境中的可靠度表現。


菊花鏈設計(Daisy Chain Design)

 

在板級可靠度試驗中,為了即時監測元件中所有焊點的可靠度,常採用菊花鏈設計。其原理是透過特殊電路設計,將元件與電路板上的焊點串接成網路結構,當產品組裝完成後,檢測設備可透過偵測該網路的導通或斷路狀態,來判斷錫球焊點是否失效。換言之,不論是哪一個焊點發生裂縫或斷裂,系統都能立即發現異常。

 

閎康科技擁有完整的菊花鏈測試板設計服務,可依據以下國際標準為客戶量身設計:JESD22-B111、JESD22-B111A、JESD22-B113、IPC-9701,透過符合規範的設計與驗證,客戶能更快速、準確地掌握產品焊點的可靠度表現,降低潛在失效風險。


常見問題
Q1. Mechanical shock 可以做到幾G ?
A. 最大12000G;常見為10000G,0.2mS~0.25mS 及 1500G 0.5mS。
Q2. 是否可以進行 cyclic bending ?
A. 可依客戶需求進行治具設計並執行Cyclic bending,但無同步應變規量測功能。
Q3. 可否進行三點與四點 bending ?
A. 可以執行(特別尺寸需製作治具) IEC 60068-2-21/IPC 9702 三點或四點Bending
Q4. 動態量測方式有哪些呢 ?
A. 黏貼單軸或三軸應變規量測 或以 Event detector/Data Logger 進行量測。
Q5. 產品失效可以做什麼樣的 FA ?
A.    進行非破壞分析如SAT3D X-Ray..等 或 破壞性分析如切片、紅墨水試驗..等。

 

Service Examples
服務項目

SMT 表面元件黏著技術服務

板級溫度循環試驗

板級跌落試驗

板級單向彎曲試驗

板級循環彎曲試驗

翹曲量測

應變量測

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