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研究生:沈軍懷
研究生(外文):Jun Huai Shen
論文名稱:模組化球陣列預燒承座設計與測試分析
論文名稱(外文):The Design and Test Analysis of Modular Burn-in Socket for BGA IC
指導教授:陳精一陳精一引用關係
指導教授(外文):Ching I Chen
學位類別:碩士
校院名稱:中華大學
系所名稱:機械與航太工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:111
中文關鍵詞:預燒預燒測試預燒承座記憶體IC球陣列
外文關鍵詞:Burn inBurn-in testBurn-in SocketreliabilityCSP BGA
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半導體工業是目前與未來最重要的工業之一,上述產品的關鍵技術之一就是電子構裝(electronic packaging)和組裝技術。相較目前IC元件的承座設計為整組固定單一尺寸的方式,導致成本浪費過大、維修極不方便、造價昂貴、無法滿足時勢的趨勢,故預燒承座採用模組化概念的設計是一個較佳的選擇,除了解決上述問題外,最重要是提升國內的預燒測試產品研發能力。本研究欲探討之模組化的預燒承座,主要結構有上蓋、固定臂、誘導體、彈簧座、轉接片及底座所組合而成。固定臂的功能為固定IC,藉由插銷將上蓋、固定臂、誘導體合為一體,並透過上蓋與誘導體之所配置之彈簧保持滑動與定位。彈簧座上具有彈簧之彈力針,構成錫球與轉接板接通。轉接板的功能是將IC球數透過線路設計,轉成PCB上的針數。底座中具有接觸針(contact pin)排列與PCB相對應,構成所謂IC錫球至PCB之導通,並傳遞訊號。本計畫所欲探討的預燒承座,最主要的目的是希望能完全掌控該承座的設計分析流程,當IC參數有所變動時,能依其設計分析流程,設計出符合使用者需求的預燒承座。主要重點在於預燒承座的測試分析與其各元件的結構應力分析。藉由測試分析,針對預燒承座的使用特性模擬其操作環境及使用狀況,對該產品的整體表現作評鑑測試,以達到設計滿意度。元件的結構應力分析,以利預燒承座的可靠度分析,確保各元件的使用壽命。
Driven by the need for smaller packages and higher performance, the electronic industry is moving towards fine pitch ball grid arrays and a solution for high-density interconnection. To ensure reliability a number of memory devices still require burn-in to eliminate early product failures before the devices are sold and assembled into the end product. For a technical perspective, the key requirements are reliability and simplicity of operation, A generic socket solution for all CSP packages is difficult since each CSP manufacturer has their own specific package design with different overall dimensions – even though the I/O array is identical to other devices which offer the same function. For the purpose of conquering the future dilemma the modular of sockets has been designed and fabricated for testing advanced BGA packaging. A series testing are performed to assure the performance and the characteristic of the sockets. There are Socket Dimensions Measurement, Actuation Force Measurement, Durability Test, Temperature Life Test, Solder Ball Deformation, Cycle Test, Contact Inductance & Capacitance Measurement. The structural components design is analyzed by finite element method with ANSYS software to estimate the life of the socket and to understand the mechanical behavior.
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 3
1.3 研究動機與目的 9
第二章 研究方法與分析流程 11
2.1預燒承座功能簡介 11
2.2 機構設計 12
2.3 有限元素分析 14
2.4 受力分析 15
2.4.1 未置入IC時上蓋之受力分析 16
2.4.2 置入IC後上蓋彈簧之位移 17
2.4.3 施加外力 後壓力臂的受力關係 20
2.5 分析流程 21
第三章 研究結果與結構分析 24
3.1 分析結果 24
3.1.1 上蓋元件有限元素分析 24
3.1.2 壓力臂元件有限元素分析 35
3.1.3 誘導體元件有限元素分析 41
3.1.4 底座元件有限元素分析 46
3.1.5 彈簧針座上蓋元件有限元素分析 51
3.1.6 彈簧針座底座元件有限元素分析 56
3.1.7 轉接板元件有限元素分析 62
3.1.8 接觸針元件有限元素分析 67
3.1.9 分析結果整理 77
3.2 失效模式與效應分析 80
3.3 有限時間測試 86
3.4 系統的可靠度 87
第四章 實驗測試分析 95
4.1 實驗測試部份 95
4.2 耐久測試 98
4.3 溫度壽命測試 100
4.4 觀察錫球變形 103
4.5 實驗結果討論 105
第五章 結論 106
5.1 結論 106
5.2 未來展望 108
參考文獻 109
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