本發(fā)明涉及一種沖擊試驗(yàn)?zāi)K及其測試板，且特別是涉及一種可適用于超過標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械沖擊測試的沖擊試驗(yàn)?zāi)K及其測試板。

背景技術(shù)：

當(dāng)系統(tǒng)或模塊遭受到?jīng)_擊時(shí)，在電路板上的電子組件往往因?yàn)楹附硬涣?，或者因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的自然振動頻率，而放大由系統(tǒng)或模塊所傳遞至電子組件的沖擊能量。對于電子組件而言，體積越小則自然頻率(Nature frequency)越高。

當(dāng)系統(tǒng)或模塊等產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中的震動，或突然施加外力時(shí)，所造成的機(jī)械沖擊可能擾亂產(chǎn)品的操作特性。因此，對于質(zhì)量輕且體積小的IC芯片等電子組件進(jìn)行沖擊試驗(yàn)時(shí)，通常會進(jìn)行機(jī)械沖擊測試，以確認(rèn)產(chǎn)品在受到嚴(yán)重的沖擊時(shí)，所可能產(chǎn)生的問題。

舉例而言，在評估手持產(chǎn)品模塊(module)在沖擊試驗(yàn)環(huán)境下，電路板上的電子組件或焊點(diǎn)是否發(fā)生任何不良的情況時(shí)，可利用電路板階掉落試驗(yàn)(board-level drop test)，測試手段是利用標(biāo)準(zhǔn)化的測試板(EVB)及標(biāo)準(zhǔn)測試方法(JESD22-B111)來評估組件的焊點(diǎn)是否有問題。

請參照圖1A及圖1B，分別顯示現(xiàn)有技術(shù)的測試模塊以及標(biāo)準(zhǔn)化測試板。請參照圖1A，測試模塊1包括載具11以及標(biāo)準(zhǔn)化測試板10。

請參照圖1A及圖1B，詳細(xì)而言，多個(gè)電子組件13通過表面黏著技術(shù)(surface mount technology,SMT)被焊接在標(biāo)準(zhǔn)化測試板10上。另外，標(biāo)準(zhǔn)化測試板10具有四個(gè)螺絲孔100a～100d，且四個(gè)螺絲孔100a～100d分別位于標(biāo)準(zhǔn)化測試板10的四個(gè)角落。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化測試板10放置于載具11上時(shí)，多個(gè)螺栓12a～12d分別通過螺絲孔100a～100d將標(biāo)準(zhǔn)化測試板10鎖附在載具11上，以進(jìn)行測試。

然而，前述的測試模塊1僅適用于標(biāo)準(zhǔn)測試方法，也就是峰值加速度(peak acceleration)小于2900G，沖擊時(shí)間0.3ms的條件下進(jìn)行測試。當(dāng)測 試條件更嚴(yán)苛?xí)r，例如峰值加速度為10000G，沖擊時(shí)間小于0.25ms時(shí)，原先的標(biāo)準(zhǔn)化測試板10在測試之后會變形翹曲(warpage)，且設(shè)置于標(biāo)準(zhǔn)化測試板10上的部份電子組件13會損壞，而造成技術(shù)人員無法判定焊接質(zhì)量。因此，原先的標(biāo)準(zhǔn)化測試板10已無法適用在更嚴(yán)苛的測試條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種沖擊試驗(yàn)?zāi)K及其測試板，可適用在峰值加速度超出標(biāo)準(zhǔn)測試方法(JESD22-B111)，如10000G，沖擊時(shí)間0.25ms的條件下進(jìn)行機(jī)械沖擊測試。

本發(fā)明其中一實(shí)施例提供一種測試板，用于承載多個(gè)電子組件，以進(jìn)行機(jī)械沖擊試驗(yàn)，其中機(jī)械沖擊試驗(yàn)在峰值加速度大于2900G，沖擊時(shí)間小于0.3ms的條件下進(jìn)行，其中所述測試板包括多個(gè)貫穿測試板而形成的固定孔以及多個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)，其中多個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)分別用以設(shè)置多個(gè)電子組件，且每一個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)的周圍設(shè)有至少四個(gè)環(huán)繞芯片預(yù)設(shè)區(qū)的固定孔。

本發(fā)明另一實(shí)施例提供一種沖擊試驗(yàn)?zāi)K，用于承載多個(gè)電子組件，以進(jìn)行機(jī)械沖擊試驗(yàn)，其中機(jī)械沖擊試驗(yàn)在加速度值大于2900G，脈沖時(shí)間周期小于0.3ms的條件下進(jìn)行。沖擊試驗(yàn)?zāi)K包括測試板、承載治具以及多個(gè)固定件。測試板包括多個(gè)貫穿測試板而形成的固定孔以及多個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)，其中多個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)分別用以設(shè)置多個(gè)電子組件，且每一個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)的周圍設(shè)有至少四個(gè)環(huán)繞芯片預(yù)設(shè)區(qū)的固定孔。承載治具用以承載至少一個(gè)測試板。多個(gè)固定件用以分別穿設(shè)多個(gè)固定孔，以將測試板固定于承載治具。

綜上所述，本發(fā)明所提供的沖擊試驗(yàn)?zāi)K及其測試板，在每一個(gè)電子組件的周圍均設(shè)置固定件，可應(yīng)用于更嚴(yán)苛的測試條件。除此之外，可排除因測試板設(shè)計(jì)不良而造成電子組件損壞的問題，而相對提高測試的準(zhǔn)確性。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1A繪示現(xiàn)有的測試模塊的立體示意圖。

圖1B繪示現(xiàn)有的測試板及電子組件的俯視示意圖。

圖2A繪示本發(fā)明實(shí)施例的測試板的俯視示意圖。

圖2B繪示圖2A中的測試板在區(qū)域A的局部放大圖。

圖3A繪示本發(fā)明實(shí)施例的沖擊試驗(yàn)?zāi)K的立體圖。

圖3B繪示圖3A中沿線IIIB-IIIB的剖面示意圖。

圖4繪示固定件與電子組件在不同距離時(shí)，測試板的位移量以及焊點(diǎn)剝離應(yīng)力的模擬測試結(jié)果。

圖5繪示固定件與電子組件在不同距離時(shí)，電子組件的彎曲量的仿真測試結(jié)果。

【符號說明】

現(xiàn)有測試模塊 1

載具 11

標(biāo)準(zhǔn)化測試板 10

螺栓 12a～12d

螺絲孔 100a～100d

電子組件 13

沖擊試驗(yàn)?zāi)K 2

承載治具 21

底部 210

測試板 20

芯片預(yù)設(shè)區(qū) 200

固定孔 201

中心點(diǎn) 200c

固定件 22

支撐部 211

支撐部頂面 211a

曲線 S、W1～W4

距離 D

對角線長度的一半 D1

具體實(shí)施方式

圖2A繪示本發(fā)明一實(shí)施例的測試板的俯視示意圖。本發(fā)明實(shí)施例所提供的測試板20用以承載多個(gè)電子組件13，以進(jìn)行機(jī)械沖擊試驗(yàn)(mechanical shock test)。前述的機(jī)械沖擊試驗(yàn)可以是電路板階掉落試驗(yàn)(board-level drop test)，測試時(shí)的峰值加速度(acceleration peak)超出標(biāo)準(zhǔn)測試方法(JESD22-B111)，也就是大于2900G，且沖擊時(shí)間(pulse duration)小于0.3ms。

如圖2A所示，本發(fā)明實(shí)施例的測試板20上已布設(shè)多條線路(未圖示)，且具有多個(gè)貫穿測試板20而形成的多個(gè)固定孔201。當(dāng)多個(gè)電子組件13設(shè)置于測試板20時(shí)，至少四個(gè)固定孔201對稱地環(huán)繞每一個(gè)電子組件13的周圍，且電子組件13至其中一個(gè)所述固定孔201的最短距離等于或大于電子組件13的對角線長度的一半。

詳細(xì)而言，在本發(fā)明實(shí)施例中，測試板20上已預(yù)先定義出多個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)200。每一個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)200分別用以放置一個(gè)電子組件13。前述的電子組件13例如是手持式產(chǎn)品的集成電路芯片(IC chip)。具體而言，電子組件13可通過表面黏著技術(shù)(surface mount technology)焊接于測試板20上，并設(shè)置于芯片預(yù)設(shè)區(qū)200中。

在本實(shí)施例中，芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的面積大小與邊界和電子組件13的尺寸相符。也就是說，芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的大小可以根據(jù)電子組件13的尺寸來設(shè)計(jì)，在本發(fā)明實(shí)施例中并不特別限制。另外，在本發(fā)明實(shí)施例中，電子組件13為四邊形，因此芯片預(yù)設(shè)區(qū)200也呈四邊形，但電子組件13也可以是其他形狀，芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的形狀亦根據(jù)電子組件13的尺寸來設(shè)計(jì)，本發(fā)明并不加以限定。

如圖2A所示，在本發(fā)明實(shí)施例中，測試板20上的多個(gè)固定孔201是呈矩陣排列，且在每一個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的周圍設(shè)有至少四個(gè)環(huán)繞芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的固定孔201。

進(jìn)一步而言，請配合參照圖2B，顯示圖2A中的測試板在區(qū)域A的局部放大圖。如圖2B所示，芯片預(yù)設(shè)區(qū)200具有一中心點(diǎn)200c及四個(gè)頂點(diǎn)(未標(biāo)出附圖標(biāo)記)。前述環(huán)繞芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的四個(gè)固定孔201會大致對稱地設(shè)置于芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的周圍。也就是說，在芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的每一邊界或每一個(gè)頂點(diǎn)會分別對應(yīng)設(shè)有一個(gè)固定孔201。

如此，當(dāng)電子組件13被設(shè)置在芯片預(yù)設(shè)區(qū)200，且測試板20通過固定孔201設(shè)置于承載治具并進(jìn)行測試時(shí)，可使電子組件13周圍的應(yīng)力分布較平均。

在圖2B所示實(shí)施例中，四個(gè)固定孔201是分別對應(yīng)芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的四個(gè)頂點(diǎn)所設(shè)置，并分別和芯片預(yù)設(shè)區(qū)相隔預(yù)定距離。

在本實(shí)施例中，芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的中心點(diǎn)200c分別與四個(gè)固定孔201的中軸線所形成的四條連線，會分別通過芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的四個(gè)頂點(diǎn)。須說明的是，四個(gè)固定孔201和芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的距離若太近，在后續(xù)的機(jī)械沖擊測試中，很容易造在電子組件13的邊角累積應(yīng)力，而造成電子組件13損壞。

因此，固定孔201的中軸線和芯片預(yù)設(shè)區(qū)200之間的距離D等于或大于芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的對角線長度的一半，也就是等于或大于中心點(diǎn)200c與芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的頂點(diǎn)之間的最短距離D1，可避免電子組件13在機(jī)械沖擊測試過程中損壞的問題。

此外，在本發(fā)明實(shí)施例中，并沒有特別限制固定孔201的位置。在其他實(shí)施例中，四個(gè)固定孔201也可以對應(yīng)芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的四邊而形成在芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的周圍。也就是說，芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的中心點(diǎn)200c與四個(gè)固定孔201所形成的四條連線，是分別和芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的四邊相交。據(jù)此，只要芯片預(yù)設(shè)區(qū)200至固定孔201的最短距離是等于或大于芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的對角線長度的一半，本發(fā)明實(shí)施例中并沒有限制固定孔201的位置。

在本實(shí)施例中，上述四個(gè)固定孔201和芯片預(yù)設(shè)區(qū)200之間的距離均相等，但在其他實(shí)施例中，四個(gè)固定孔201和芯片預(yù)設(shè)區(qū)200之間的距離不一定相同。然而，只要四個(gè)固定孔201之中，和芯片預(yù)設(shè)區(qū)200之間的最短距離是等于或大于芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的對角線長度的一半，即可達(dá)到本發(fā)明的效果。

另外，本發(fā)明實(shí)施例中的測試板20的厚度較厚，也有利于使測試板20被應(yīng)用在較嚴(yán)苛的測試條件(峰值加速度10000G，沖擊時(shí)間小于0.3ms)中。因此，本發(fā)明實(shí)施例的測試板20的厚度相較于現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)測試板20的厚度更厚。通常現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)測試板20的厚度為1mm，本發(fā)明實(shí)施例所提供的測試板20的厚度可增加至1.25mm以上。

請參照圖3A及圖3B。圖3A繪示本發(fā)明實(shí)施例的沖擊試驗(yàn)?zāi)K的立體圖，圖3B繪示圖3A中沿線IIIB-IIIB的剖面示意圖。本發(fā)明實(shí)施例的沖擊試驗(yàn)?zāi)K2包括測試板20、承載治具21及多個(gè)固定件22。

測試板可以是圖2A所示的測試板20，本實(shí)施例中的測試板20和前一實(shí)施例相同的部分不再贅述。在本實(shí)施例中，測試板20的每一個(gè)芯片預(yù)設(shè)區(qū)200已經(jīng)分別設(shè)置一個(gè)電子組件13。

請一并參照圖3A與圖3B，承載治具21用以承載至少一個(gè)測試板20。在本實(shí)施例中，承載治具21包括一外框(未標(biāo)附圖標(biāo)記)、一底部210以及多個(gè)由底部210朝向測試板20突出的支撐部211，其中支撐部211的位置是對應(yīng)于測試板20的多個(gè)固定孔201的位置。

當(dāng)測試板20設(shè)置于承載治具21上時(shí)，多個(gè)固定件22分別穿設(shè)多個(gè)固定孔201，以將測試板20固定于承載治具21。詳細(xì)而言，請參照圖3B，每一個(gè)支撐部211的頂面211a設(shè)有一定位孔(未標(biāo)附圖標(biāo)記)。當(dāng)固定件22穿過對應(yīng)的固定孔201之后，固定于支撐部211的定位孔內(nèi)，從而將測試板20固定于承載治具21。在本發(fā)明實(shí)施例中，固定件22可以是螺栓或螺釘?shù)孺i附組件，固定孔201與定位孔可以是用來配合固定件22的螺孔。

須說明的是，當(dāng)測試板20被固定在承載治具21上之后，除了被支撐部211所支撐的部分之外，其他部分會懸空設(shè)置于承載治具21的底部210上方。因此，在機(jī)械沖擊測試的過程中，特別是在峰值加速度10000G，沖擊時(shí)間0.25ms的測試條件下，測試板20沒有被固定件22固定的部分，會以固定件22為支點(diǎn)而上下振動。

由于在測試過程中，應(yīng)力會集中在固定件22的附近。若是固定件22與電子組件13的距離太近，集中于固定件22附近的應(yīng)力會導(dǎo)致電子組件13損壞。

據(jù)此，在本發(fā)明實(shí)施例中，固定件22至電子組件13的距離(也就是前述固定孔201至芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的距離D)需等于或大于電子組件13的對角線長度的一半距離，亦即是D1的距離，以免電子組件13在測試過程中損壞。

請參照圖4，繪示固定件與電子組件在不同距離時(shí)，測試板的位移量以及焊點(diǎn)剝離應(yīng)力的模擬測試結(jié)果。在本實(shí)驗(yàn)例中，電子組件的對角線長度為16.4mm，因此對角線長度的一半為8.2mm。

在圖4中，曲線S代表在相同的測試條件(峰值加速度10000G，沖擊時(shí)間0.25ms)下，不同的距離D時(shí)，所仿真出的電子組件的焊點(diǎn)剝離應(yīng)力(land solder peeling stress)。由圖4可以看出，當(dāng)距離D為4.92mm或8.04mm時(shí)，也就是小于對角線長度的一半(8.2mm)時(shí)，所模擬出的焊點(diǎn)剝離應(yīng)力值會達(dá)到38MPa至51MPa左右。而當(dāng)焊點(diǎn)剝離應(yīng)力值在35MPa以上時(shí)，在實(shí)際進(jìn)行機(jī)械沖擊測試時(shí)，仍有可能造成電子組件損壞。

因此，使固定孔201至芯片預(yù)設(shè)區(qū)200的距離D大于8.2mm，可確保電子組件不會因測試板設(shè)計(jì)不良，導(dǎo)致在測試過程中被損壞，而可得到較準(zhǔn)確的測試結(jié)果。

另外，由圖4中也可看出在相同的測試條件(峰值加速度10000G，沖擊時(shí)間0.25ms)下，不同的距離D時(shí)，所模擬出的測試板的位移量。也就是說，隨著距離D增加，測試板的上下變形位移量會隨之增加。值得說明的是，雖然當(dāng)距離D較大時(shí)，測試板的上下變形位移量較大，但并不會因此而造成電子組件損害。

接著，請參照圖5，曲線W1～W4繪示固定件與電子組件在不同距離D下，電子組件的彎曲量的仿真測試結(jié)果。在圖5中，橫軸代表由電子組件的其中一個(gè)頂點(diǎn)至另一個(gè)對角頂點(diǎn)的距離。

由圖5中可以看出，當(dāng)距離D為4.92mm或8.04mm時(shí)，也就是小于對角線長度的一半(8.2mm)時(shí)，電子組件的彎曲量的斜率變化幅度較大。當(dāng)距離D為10.93mm，也就是大于8.2mm時(shí)，斜率的變化幅度較小。

因此可以進(jìn)一步證明，相較于距離D為10.93mm的狀況，當(dāng)距離D小于對角線長度的一半時(shí)，電子組件的邊角會承受更大的應(yīng)力，且有可能造成電子組件損壞。

綜上所述，相較于現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)化測試板11而言，本發(fā)明所提供的沖擊試驗(yàn)?zāi)K及其測試板，在每一個(gè)電子組件的周圍均設(shè)置固定件，可應(yīng)用于更嚴(yán)苛的測試條件。除此之外，可排除因測試板設(shè)計(jì)不良而造成電子組件損壞的問題，而相對提高測試的準(zhǔn)確性。

雖然本發(fā)明的實(shí)施例已揭露如上，然本發(fā)明并不受限于上述實(shí)施例，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所揭露的范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與調(diào)整，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以后附的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。