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研究生: 黃士釗
Huang, Shih-Chao
論文名稱: 錫球陣列載具電路模型之建立
BGA Socket Modeling
指導教授: 蔡智明
Tsai, Chih-Ming
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2003
畢業學年度: 91
語文別: 中文
論文頁數: 69
中文關鍵詞: 錫球陣列載具電路模型
外文關鍵詞: BGA socket, modeling
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  • 在封裝測試廠的測試工作中,錫球陣列載具扮演了負載板與積體電路間的橋樑,其藉由彈簧針以傳輸訊號,並經由測試機台來判定積體電路的可用與否。然而,隨著使用時間的拉長,此載具會有表現上的衰退或誤差。因此,需要一種建立電路模型的程序,來對不同使用期間的錫球陣列載具建模,以判斷在哪些情況下,需要將載具及彈簧針予以更換。
    本論文之目的在於建立一個錫球陣列載具的電路模型,並以之來預測此錫球陣列載具在時域上的表現。研究中先使用時域反射量測儀量到模型的初始值,再輔以向量網路分析儀的量測數據,利用高速電路模擬軟體來做曲線近似,以得到最終的電路元件值。過程中使用自製的校正套件與測試介面板,並藉由測試金屬板來模擬當實際使用時,積體電路內部可能的開路、短路、穿透等情況。

    A BGA socket acts as an interface between the load board and the integrated circuit during the testing. The socket propagates signals through pogo pins, then the testing machine judges if the IC works or not. However, the performance of sockets decay with time. A process of socket modeling is needed to create a BGA socket model and, based on the model, to determine in what kind of conditions should the sockets or pogo pins must be replaced.
    In this thesis, a BGA socket model is derived and used to predict the time domain performance. Time Domain Reflectometry (TDR) are applied to get the initial values of the model, then they are fine tuned to fit the measured results from the network analyzer, by using a high-frequency circuit simulator. Calibration kits and test-fixture have been made to simulate the conditions of open, short and through for real integrated circuits during the modeling process.

    第一章 緒論………………………………………………………………1 1-1 研究動機…………………………………………………….….1 1-2 章節簡介…………………………………………………….….2 第二章 用載具測試會遭遇到的問題……………………………………...3 2-1 錫球陣列載具(BGA Socket)簡介……………………………..3 2-2 高頻時的傳輸效應……………………………………………..5 2-2-1 傳輸延遲……………………………………….……6 2-2-2 串音………………………………………………….7 2-2-3 頻寬………………………………………………….8 2-3 總集元件電路模型之建立……………………………….…10 2-4 總集元件電路模型建立之流程規劃…………………….…...12 2-5 問題的簡化……………………………………………………13 2-6 測試金屬板之設計……………………………………………14 2-7 測試介面板之設計……………………………………………16 第三章 時域反射量測儀…………………………………………………...18 3-1 時域反射量測儀之運作原理…………………………………18 3-2 時域反射量測儀在使用上的限制……………………………22 3-2-1 多重反射 (Multiple Reflection) ……………….….22 3-2-2 儀器的設定與同軸電纜的選取…………………...23 3-3 錫球陣列載具( BGA Socket )之時域反射量測與模型萃取結 果………………………………………………………………25 第四章 向量網路分析儀…………………………………………………...30 4-1 向量網路分析儀概述…………………………………………30 4-2 誤差模型( Error Model )……………………………………...31 4-3 SOLT校正原理………………………………………….…….33 4-4 自製校正套件…………………………………….…………...37 第五章 量測與模型建立之結果…………………………………………...41 5-1 量測前的確認動作……………………………………………41 5-2 新舊彈簧針之量測結果比較…………………………………43 5-3 BGA Socket的電路模型建立…………………………………48 5-4 時域響應測試…………………………………………………55 第六章 結論………………………………………………………………...59 參考文獻………………………………………………………………….…60 附錄A: 搭配自製校正套件之網路分析儀設定……………………….….61 附錄B: 如何使用電磁模擬軟體建構模型………………………………..63

    [1] R. Knudsen, “Good Contact Design Improves Test Performance in BGA/CSP
    Applications”, ChipScale review, May 1998.
    http://www.chipscalereview.com/issues/0598/knudsen1.htm

    [2] H.W. Johnson and M. Graham, “High-Speed Digital Design: a Handbook of Black
    Magic”, PTR Prentice Hall, pp. 1-9, 1993.

    [3] “TDA Primer”, TDA System Application Note, 2002.

    [4] “TDR Techniques for Characterization and Modeling of Electronic Packaging”, TDA
    System Application Note, 2001.

    [5] S.A. Wartenberg, “RF Measurements of Die and Packages”, Artech House, pp.17-21,
    2002

    [6] S.A. Wartenberg, “RF Measurements of Die and Packages”, Artech House, pp.35-37,
    2002

    下載圖示
    2004-09-08公開
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