CN1323432C - 一种用于互连可靠性评估的测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的就是依照焊点可靠性评估试验测试***的要求，提供一种实现实时、快速的焊点通断测试装置。为此，本发明采用如下技术方案：一种用于互连可靠性评估的测试装置，包括：基准电压调节模块、复数个恒流源、数字信号通道板、与上述基准电压调节模块电连接的电平比较模块、与所述恒流源及电平比较模块连接的复数个被测对象，以及控制终端；所述的恒流源提供恒流通过被测对象；所述的基准电压调节模块提供基准电压；所述的电平比较模块接收被测对象压降与基准电压，将被测对象压降与基准电压相比较并输出电平，经数字信号通道板传送给控制终端。

Description

一种用于互连可靠性评估的测试装置
技术领域
本发明涉及测试领域，尤其涉及到一种用于互连可靠性评估的测试装置。
技术背景
板级组装可靠性关系到产品质量和长期寿命，面对日益密集、日益复杂、日益集成的电路***，焊点的质量越来越成为板级可靠性的最关键因素。通过加速可靠性试验评估焊点的连接性能已经为业界所接受，其中最重要的内容就是如何能快速有效的反映真实的焊点阻值变化过程。
进行焊点可靠性评估通常是在一块试验板上对于一个器件的多个焊点或者多个器件的多个焊点进行电阻监控，然后在加速可靠性试验过程中通过电阻由零(或者很小)变化到一定的阻值(例如250欧姆)来反映其变化过程；焊点结构本身在这一变化过程中发生裂纹的萌生、聚集、扩展直至最后断裂。由于焊点裂纹的形成与断裂是一个毫秒级的过程，电阻将在瞬时发生快速的变化；而且随着温度的变化，焊点结构(包括其本体金属结构和***的机械连接体)将发生热胀冷缩的机械变形过程，因此随着不同的可靠性试验过程，焊点的阻值将随着裂纹的开合、机械啮合程度等发生快速的变化。
所以，在焊点可靠性评估过程中，实时、快速和能进行多路监控的电阻测试***成为影响试验结果的关键因素。
但在现有技术中通常一个可靠性试验可能从几天到几个月，其中进行的机械循环或者温度循环达到上千或者上万个。
一种焊点阻值监控方式是当试验进行到一定的循环周次后，中止试验，采用电阻测试仪器对于焊点测试电路进行测试，这种方式比较直观，能获得比较准确的电阻数值来进行焊点通断判断，但是它存在速度慢、单路测试、不能实时测试等缺点，即便是通过***电路将引线接出试验箱，也无法解决速度慢的缺点，而且人为的测试存在很多不确定因素。
现有技术中的另一个方案是采用自动扫描测试的方式，利用ADA数据采集卡本身的模拟输出通道提供+10V的恒压源，形成通过焊点的测试回路，采集回路中被测焊点两端的压降，输入到采集卡的模拟输入通道，并进行电阻阻值的判断。在实际测试过程中，由于采集卡的限制，必须同时匹配开关电路，分别针对多路通道进行依次扫描，获得相应的测试焊点电阻值，如图1所示。
这种方法首先能实现多路焊点电阻的自动测试，但是其测试速度受到采集卡、开关卡等硬件***的限制，单点测试估计在0.1s以上，在速度上受到了一定的限制。
发明内容
本发明的目的就是依照焊点可靠性评估试验测试***的要求，提供一种实现实时、快速的焊点通断测试装置。为此，本发明采用如下技术方案：
一种用于互连可靠性评估的测试装置，包括：
基准电压调节模块、复数个恒流源、数字信号通道板、与上述基准电压调节模块电连接的电平比较模块、与所述恒流源及电平比较模块连接的复数个被测对象，以及控制终端；
所述的恒流源提供恒流通过被测对象；
所述的基准电压调节模块提供基准电压；
所述的电平比较模块接收被测对象压降与基准电压，将被测对象压降与基准电压相比较并输出电平，经数字信号通道板传送给控制终端。
所述的被测对象为：焊点、线路、通孔或互连微***。
所述的基准电压调节模块为可调电阻。
所述的恒流源模块和电平比较模块为数量相等的复数个。
所述的控制终端为计算机。
本发明技术方案能够保证测试***进行实时、快速和多路的测试，并将测试对象阻值变化直接采用比较结果输出，简化了数据传输容量，大大提升了传输速度。
附图说明
图1是现有技术中自动扫描焊点电阻测试***简图；
图2是本发明的测试装置示意图。
具体实施方式
下面结合来说明本发明的具体实施方式。
本发明可以调整测试对象有多种，如焊点、线路、通孔以及相关的互连微***，下面的实施例中，以焊点为例作相关说明。
在实际的试验过程中，如前所述，焊点等被测试点的阻值变化是随着裂纹的扩展、断裂而迅速改变的，而且机械啮合的程度在很大程度上影响了焊点阻值的大小。因此，如果测试的速度必须保证快速、连续，才有可能获得真实的焊点通断状态。
如图2所示，是本发明的测试装置示意图。所述的装置包括：基准电压调节模块，复数个恒流源，数字信号通道板、与上述基准电压调节模块电连接的电平比较模块、与所述恒流源及电平比较模块连接的复数个焊点及控制终端；所述的恒流源提供恒流通过被测的焊点；所述的基准电压调节模块提供基准电压；所述的电平比较模块接收焊点压降与基准电压，将焊点压降与基准电压相比较并输出电平，经数字信号通道板传送给控制终端。
在具体应用时，所述的控制终端为计算机。所述的恒流源和电平比较模块为数量对应的复数个。
与所述恒流源及电平比较模块连接的复数个焊点即为测试对象，在实际中还可以为线路、通孔或者相关的互连微***。
在测试装置的设计上，我们首先设计一个电源集成模块，它提供多路恒流源(例如128路)，恒流通过被测焊点，焊点的压降反馈给电平比较模块，并与基准电平值进行比较，根据比较结果，输出高低电平，该信号被数字信号通道采集卡采集进入测试终端。用于比较的基准电平通过调节电位器，改变基准电压调节模块的输出而达到。
该电平比较模块可以单独设置，也可以设置在该恒流源模块的内部，以进行集成，减少测试装置的体积。
本发明测试装置的设计保证了多路基准电平的一致性，焊点的阻值转化为电平信号并进行比较，当电阻阻值超过一定的阈值时(如前述250欧姆)，相应的压降大于基准电平值，输出一个高电平信号，反之则输出一个低电平信号。整个***的测试速度取决于比较电路的响应速度和以及数字信号通道采集卡的速度，达到微秒级，远远高于自动扫描方式的采集速度。
本发明的技术方案能够保证测试***进行实时、快速和多路的测试，并将焊点阻值变化直接采用比较结果输出，简化了数据传输容量，大大提升了传输速度。

Claims (5)

1、一种用于互连可靠性评估的测试装置，其特征在于包括：
基准电压调节模块、复数个恒流源、数字信号通道板、与上述基准电压调节模块电连接的电平比较模块、与所述恒流源及电平比较模块连接的复数个被测对象，以及控制终端；
所述的恒流源提供恒流通过被测对象；
所述的基准电压调节模块提供基准电压；
所述的电平比较模块接收被测对象压降与基准电压，将被测对象压降与基准电压相比较并输出电平，经数字信号通道板传送给控制终端。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的被测对象为：焊点、线路、通孔或互连微***。
3、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述的基准电压调节模块为可调电阻。
4、如权利要求1所述的装置，其特征在于所述的恒流源和电平比较模块为数量相等的复数个。
5、如权利要求4所述的装置，其特征在于所述的控制终端为计算机。
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