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Ironwood/EMC electro mechanical components

BGA-Bauteile bis 20 GHz testen

22. Oktober 2014, 11:26 Uhr | Ralf Higgelke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

BGA-Sockel im Test

BGA-Sockel im Test

Bild 2 zeigt den Versuchsaufbau. Ironwood hat BGA-Sockelmodule für Bauteile mit 153 Pins (0,5 mm Pitch) entwickelt. Das untere Modul wurde auf eine verkettete Leiterplatte gelötet. Ein ebenfalls in Reihe geschaltetes BGA-Bauteil wurde auf das obere Modul gelötet. Beide Module wurden an der Halterung des Kraftmessgeräts »DPS-110R« von Imada gesetzt, um die Einsteck- und Auszugskräfte zu messen. Ein Präzisionsmultimeter vom Typ »Metra Hit 30M« von Gossen Metrawatt kam in 4-Leiter-Topologie für alle Widerstandsmessungen zum Einsatz. Der durchschnittliche Widerstand lag bei 0,018 Ω pro Kontakt.

Die Beziehung von Einsteck- und Ausziehkräften über der Anzahl von Zyklen für den BGA153-Sockel zeigt Bild 3. Aus dem Diagramm wird ersichtlich, dass die Einsteckkraft für das komplette BGA153-System im Mittel etwa 2 kg (4,5 lbs) beträgt und über zehn Steckzyklen reproduzierbar ist. Die Ausziehkraft liegt im Mittel bei 0,9 kg (2 lbs) und ist ebenfalls über zehn Zyklen reproduzierbar.

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In der Regel sind die elektrischen Anforderungen auf die Bandbreite bezogen, die wiederum typischerweise in Bezug auf die Einfügungs- und Rückflussdämpfung spezifiziert wird. Für diesen Test kommt ein Vektor-Netzwerkanalysator (VNA) zum Einsatz. Ein Signal wird von Port 1 (Oberseite des Kontakts) gesendet und am Port 2 (Boden des Kontakts) empfangen. Die Signalreflexionen wurden gemessen und als S21-Kurven ausgegeben (Bild 4).

Die Einfügedämpfung von -1 dB bei 20 GHz bedeutet, dass 90% des Signals den Interconnect passieren und nur 10% verloren gehen. Sowohl die Stifte am Rand (Edge) als auch im Inneren (Field) haben jeweils -1 dB bei 20 GHz, die Eckstifte (Corner) jedoch -1 dB schon bei 13,5 GHz. Somit spielt neben der Kontaktgeometrie auch die Lage des Kontaktstiftes eine bedeutende Rolle bei der HF-Leistung.