CN103926159A - 一种微焊点蠕变性能测试装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种微焊点蠕变性能测试装置及使用方法，属于材料连接测试技术领域，上拉杆***上板通孔，下拉杆***下板通孔。式样两端通孔分别穿在上拉杆和下拉杆的固定销钉上。根据所需要的加载载荷，在配重挂钩上挂载相应重量砝码。上拉杆和下拉杆配合为一组，可以满足一个式样的蠕变性能测试。同一拉杆框架可以实现多个式样的同时测试。试样蠕变寿命采用四探针测电阻法采集数据。采用多通道信号采集设备，将探针夹持在式样上即可。如果需要温度环境，可以将本装置放置在温箱中，从外部接入测试探针即可进行测试。该装置结构简单，能够实现多个样品同时测试。

Description

一种微焊点蠕变性能测试装置及使用方法

技术领域

本发明为一种新的微焊点蠕变性能测试装置，属于材料连接技术领域，适用于微焊点蠕变性能测试，应用于微电子连接的力学、热学以及电学的可靠性研究。该装置结构简单，能够实现多个样品同时测试。

背景技术

微电子连接在电子产品中起着机械连接和电气连接的双重作用，因此微焊点的可靠性问题获得广泛关注。蠕变性能是衡量焊点持久服役能力的重要指标，因此微焊点的蠕变性能测试是最为常用的可靠性评价方法之一。

完成微焊点的蠕变性能测测试需要满足如下要求：（1）持久可控的外加应力；（2）在线监测焊点的蠕变寿命；（3）环境温度；（4）可重复性。对于微焊点的蠕变性能测试还存在如下特殊性：（1）微焊点的尺寸小，一般为微米级，因此测试外加应力也相应较小，一般50N以内即可满足要求；（2）微焊点在蠕变测试中变形量较小，一般几十微米范围内即会发生断裂失效，因此采用传统应变仪测试应变量的方法不能达到相应的精度。（3）微焊点蠕变寿命是统计结果，需要针对多个样品进行测试。

目前蠕变测试广泛采用的方法为万能拉伸试验机或蠕变试验机，其主要原理是采用伺服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行部件，实现试验机移动横梁的速度控制。如果进行高温蠕变测试，还需配备高温炉以及温度控制***。传统设备结构复杂，价格昂贵。同时其最大的缺点在于不能同时针对多个式样进行同步测试，一般一套***只能针对一个式样。蠕变测试周期长，一般为数十天甚至数月之久，因此传统方法不能满足现有微焊点蠕变性能测试的要求。

发明内容

本发明的目的是针对微焊点的特殊测试要求，设计出结构简单，能满足多个式样同步在线测试的要求的蠕变性能测试装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

一种微焊点蠕变性能测试装置，其特征在于，包括上拉杆（4）、下拉杆（6）和拉杆框架（8），上拉杆（4）为圆柱体，上拉杆（4）一端为固定端，一端为夹持端，上拉杆固定端的端面直径大于上拉杆主体圆柱体的直径从而形成圆柱凸台，上拉杆夹持端为圆柱体末端沿中心轴的直径面缺失一半，在上拉杆末端的中心轴处形成一平面，在该平面上设有一个与该平面垂直的固定销钉；下拉杆（6）为圆柱体，下拉杆的一端为夹持端，下拉杆的夹持端为圆柱体末端沿中心轴的直径面缺失一半，在上拉杆末端的中心轴处形成一平面，在该平面上设有一个与该平面垂直的固定销钉，下拉杆另一端端面固定有配重挂钩（7），下拉杆中间某位置的圆柱直径大于下拉杆圆柱体主体的直径形成圆柱凸台；拉杆框架（8）左右两侧的墙板为支撑板，拉杆框架（8）的上、下板上均开有通孔（10），上板和下板通孔（10）的中心位置在同一中心线上，并具有准直性，通孔（10）的尺寸和上拉杆（4）、下拉杆（6）的圆柱体相匹配，上拉杆（4）穿过上板的通孔，上拉杆的圆柱凸台位于拉杆框架（8）上板的外侧，上拉杆的夹持端位于拉杆框架（8）的框内；下拉杆（6）穿过下板的通孔，下拉杆的夹持端位于拉杆框架（8）的框内，下拉杆的圆柱凸台位于拉杆框架（8）内下板的上面，下拉杆固定有配重挂钩（7）的末端位于拉杆框架（8）外，上下位置相对应的上拉杆（4）、下拉杆（6）配合为一组，上板通孔侧边开螺纹孔（9），以便使用相应尺寸螺栓（11）限制上拉杆（4）的转动。

拉杆框架（8）上固定有多组上拉杆（4）、下拉杆（6）。

拉杆材料为轻质、不导电、耐高温材料（如聚乙烯四氟）。上拉杆（4）和下拉杆（6）的圆柱直径相同，表面平整光滑。销钉（5）的直径略小于式样（1）中基板（2）上的通孔直径。

拉杆框架（8）采用刚性金属材料（如不锈钢）。

利用上述装置微焊点蠕变性能测试的方法，其特征在于，将微焊点待测式样的两个焊件的上分别打一个通孔，将两个通孔分别挂在微焊点蠕变性能测试装置的上、下拉杆（4）的固定销钉上，重量砝码挂在配重挂钩（7），待测试样蠕变寿命采用四探针测电阻法采集数据，采用多通道信号采集设备，一个通道对应一个待测式样，将探针夹持在待测式样上；如果需要温度环境，将测试装置放置在温箱中，从外部接入测试探针即可进行测试。

本发明的关键点在于上拉杆（4）、下拉杆（6）以及拉杆框架（8）的配合使用。上拉杆（4）***上板通孔，下拉杆（6）***下板通孔。式样（1）两端通孔分别穿在上拉杆（4）和下拉杆（6）的固定销钉（5）上，用螺栓（11）将上拉杆（4）固定，以防止转动；根据所需要的加载载荷，在配重挂钩（7）上挂载相应重量砝码。上拉杆（4）和下拉杆（6）配合为一组，可以满足一个式样（1）的蠕变性能测试。同一拉杆框架可以实现多个式样的同时测试。试样蠕变寿命采用四探针测电阻法采集数据。采用多通道信号采集设备，将探针夹持在式样（1）上即可。如果需要温度环境，可以将本装置放置在温箱中，从外部接入测试探针即可进行测试。本发明的有点在于结构简单，能够实现多个式样（1）的同时在线测试。

附图说明

图1:微焊点示意图；

图2：上拉杆三维视图；

图3：下拉杆三维视图；

图4：拉杆框架三维视图；

图5：装配图；

1式样、2微焊点基板、3焊膏、4上拉杆、5固定销钉、6下拉杆、7配重挂钩、8拉杆框架、9螺纹孔、10上板和下板通孔、11螺丝。

具体的实施方式

以下结合附图和实施例具体阐述本发明的实施方式，但本发明并不限于以下实施例，本发明的拉杆组数可以按需要设置，图5以三个式样为例。

实施例1

设计一待测式样，见图1，微焊点基板2上末端中心位置开通孔，两块基板2对称布置，中间采用焊膏3焊接。其中上拉杆三维视图见图2；下拉杆三维视图见图3；拉杆框架三维视图见图4；装配图见图5。

首先确定测试的环境温度以及蠕变载荷，准备好相应重量的砝码；其次将拉杆框架8安装在温箱中，保证下拉杆6挂载上砝码后有足够的伸缩空间；然后将上拉杆4***通孔，并用螺栓11将上拉杆4固定，以防止转动；随后将下拉杆6***通孔10中，并旋转位置，使两拉杆上的中心轴处于同一中心线上，并调整下拉杆6的高度，将式样1的两个通孔分别穿在固定销钉5上；最后在式样1上连接好测试探针，设置相应炉温，并挂载设定砝码，即可开始测试。

Claims (6)

1.一种微焊点蠕变性能测试装置，其特征在于，包括上拉杆（4）、下拉杆（6）和拉杆框架（8），上拉杆（4）为圆柱体，上拉杆（4）一端为固定端，一端为夹持端，上拉杆固定端的端面直径大于上拉杆主体圆柱体的直径从而形成圆柱凸台，上拉杆夹持端为圆柱体末端沿中心轴的直径面缺失一半，在上拉杆末端的中心轴处形成一平面，在该平面上设有一个与该平面垂直的固定销钉；下拉杆（6）为圆柱体，下拉杆的一端为夹持端，下拉杆的夹持端为圆柱体末端沿中心轴的直径面缺失一半，在上拉杆末端的中心轴处形成一平面，在该平面上设有一个与该平面垂直的固定销钉，下拉杆另一端端面固定有配重挂钩（7），下拉杆中间某位置的圆柱直径大于下拉杆圆柱体主体的直径形成圆柱凸台；拉杆框架（8）左右两侧的墙板为支撑板，拉杆框架（8）的上、下板上均开有通孔（10），上板和下板通孔（10）的中心位置在同一中心线上，并具有准直性，通孔（10）的尺寸和上拉杆（4）、下拉杆（6）的圆柱体相匹配，上拉杆（4）穿过上板的通孔，上拉杆的圆柱凸台位于拉杆框架（8）上板的外侧，上拉杆的夹持端位于拉杆框架（8）的框内；下拉杆（6）穿过下板的通孔，下拉杆的夹持端位于拉杆框架（8）的框内，下拉杆的圆柱凸台位于拉杆框架（8）内下板的上面，下拉杆固定有配重挂钩（7）的末端位于拉杆框架（8）外，上下位置相对应的上拉杆（4）、下拉杆（6）配合为一组，上板通孔侧边开螺纹孔（9），以便使用相应尺寸螺栓（11）限制上拉杆（4）的转动。

2.按照权利要求1的一种微焊点蠕变性能测试装置，其特征在于，拉杆框架（8）上固定有多组上拉杆（4）、下拉杆（6）。

3.按照权利要求1的一种微焊点蠕变性能测试装置，其特征在于，拉杆材料为轻质、不导电、耐高温材料。

4.按照权利要求1的一种微焊点蠕变性能测试装置，其特征在于，上拉杆（4）和下拉杆（6）的圆柱直径相同。

5.按照权利要求1的一种微焊点蠕变性能测试装置，其特征在于，拉杆框架（8）采用刚性金属材料。

6.利用权利要求1-5的任一装置进行微焊点蠕变性能测试的方法，其特征在于，将微焊点待测式样的两个焊件的上分别打一个通孔，将两个通孔分别挂在微焊点蠕变性能测试装置的上、下拉杆（4）的固定销钉上，重量砝码挂在配重挂钩（7），待测试样蠕变寿命采用四探针测电阻法采集数据，采用多通道信号采集设备，一个通道对应一个待测式样，将探针夹持在待测式样上；如果需要温度环境，将测试装置放置在温箱中，从外部接入测试探针即可进行测试。