增加至 PCB 的一個接合點和間隔柱中的焊膏量可通過使接合點更加柔順而改善互連的可靠性。軍工和航天業(yè)所做的測試得出了這樣的結(jié)論：在很可能遇到嚴(yán)酷環(huán)境條件的場合 (特別是機(jī)載系統(tǒng)) 中，BGA 封裝通常比 LGA 封裝更受青睞。BGA 封裝還有一個額外的優(yōu)勢是清洗工作變得更加容易，從而減少了對于污染的擔(dān)心。

由于這些原因，目前 µModule 穩(wěn)壓器除了提供 LGA 封裝之外也可提供 BGA 封裝。 BGA 封裝的缺點是熱效率略有下降 (約 0.5ºC/W) 且組件高度總體增加了 0.6mm。凌力爾特的 BGA µModule 穩(wěn)壓器的標(biāo)準(zhǔn)級產(chǎn)品采用 SAC305 無鉛配置，特定的產(chǎn)品則可根據(jù)需要提供錫鉛 Sn63Pb37 焊球。

可靠性測試和特性

恰當(dāng)?shù)靥幚磉@些關(guān)注點是很重要的，凌力爾特對采用 LGA 和 BGA 配置的µModule 產(chǎn)品之互連可靠性均進(jìn)行了大量的試驗。

按照背景，我們應(yīng)該把組件測試和互連測試區(qū)別開來，前者在初始鑒定及后續(xù)的可靠性監(jiān)視中使用，而后者則是針對選定 PCB 配置、裝配工藝和溫度循環(huán)參數(shù)所做的實際性能特性分析。

大量的組件級 µModule 產(chǎn)品測試顯示可靠性水平達(dá)到了異常高的 0.72 FIT (1 FIT = 10億個器件操作小時中發(fā)生一個故障)，然而由于篇幅的限制，本文將著重介紹互連級測試。

完成了以下三類互連測試;

1) 菊鏈測試：該測試中，µModule 穩(wěn)壓器中的每個焊盤連接至下一個焊盤以形成完整的電路，并在溫度循環(huán)過程中依據(jù) IPC-9701 和 JESD22-A104 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實時監(jiān)測。這種方法可確保每個焊盤都經(jīng)過測試，而且由于許多焊盤在應(yīng)用中是并聯(lián)連接的，因此相比于功能測試，人們通常優(yōu)先選擇菊鏈測試。

表 1：LTM4601A 菊鏈測試結(jié)果 (LGA 和 BGA 封裝)

注 (1)：當(dāng)采用韋伯 (Weibull) 分布曲線圖對表 1 中的 5 個不合格產(chǎn)品進(jìn)行分析時，其預(yù)計一個 1% 的故障點 (在 1780 個周期)。

注 (2)：采用 SAC305 (無鉛) 焊膏進(jìn)行的更多后續(xù) LGA 產(chǎn)品測試 (至 6000 個周期) 顯示：在總共 240 個其他不同的 µModule 產(chǎn)品樣本中故障率為零。

注 (3)：所有的 BGA 封裝均采用 SAC305 焊球。

2) 功能測試：該測試中，µModule 穩(wěn)壓器在一塊評估板上進(jìn)行溫度循環(huán)和測試以驗證其運(yùn)作的正確性。很多測試是針對 LGA 封裝 µModule 穩(wěn)壓器進(jìn)行的，并比較了采用 SnAgCu 無鉛焊膏與 SnPb 焊膏時的情況。不過，測試將最大周期數(shù)限制在 2000 次，因此使用任一焊膏都未產(chǎn)生任何故障。

3) 隨機(jī)振動測試：按照 MIL-STD-202G 規(guī)范的 214A 方法在 50Hz 至 2000Hz 的頻率范圍內(nèi)進(jìn)行，這是一項非常嚴(yán)苛的測試。采用 LGA-133 封裝的 LTM4610A 的測試通過了測試規(guī)格 “Letter C” (在 9.26g RMS)，但對于測試規(guī)格 “Letter F” (在 20.71g RMS) 則未通過 Z 軸測試。對采用 BGA 封裝的 LTM4601A 進(jìn)行了試驗，試驗結(jié)果羅列在下面的表 2 中。在使用 SnPb 和 SAC305 (無鉛) 焊膏時均獲得了優(yōu)良的結(jié)果，在 20.71g RMS 條件下通過了測試。

表 2：BGA-133 封裝的隨機(jī)振動測試

結(jié)論

在可以預(yù)見的未來，軍事和航天應(yīng)用很可能將繼續(xù)要求使用各種組件涂層，而致力于服務(wù)此類市場的制造商則必須保持對于 SnPb 組件涂層的支持。