本发明专利技术涉及一种单晶片机械强度测试装置及检测方法。包括测试台、推压力计、弹簧，还包括样品卡盘、螺栓。将样品托架定位在卡盘底座上；将单晶片放入样品卡盘样品托架上设有的一圈凹面中；调节测试台下横梁的位置，使推压力计的探头与单晶片接触；开启推压力计，使推压力计探头缓慢向待测的单晶片加力，直至单晶片被压碎；读取推压力计所示的最大压力值，此压力值即为所测单晶片的机械强度；记录数据。效果是：可准确测试单晶片全局的机械强度。可根据单晶片的尺寸，方便、快捷地更换不同尺寸的样品托架，以准确、高效地测试多种材料、不同尺寸单晶片的机械强度，以满足2—6英寸单晶片的测试需求。本发明专利技术结构简单、易于操作、适用性强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测试装置，具体地讲是。
技术介绍
在半导体工业中，作为衬底的单晶片的质量直接影响器件性能、质量及成品率。近年来，随着可再生能源日益受到重视，光伏产业保持着高速增长的趋势，单晶硅太阳能电池产业突飞猛进的发展。为了降低太阳能电池生产的成本，各厂商通过不断减少硅片厚度来减少材料消耗。但是，随硅片厚度减薄，硅片机械强度降低，最终导致成品率降低(2008年第十届中国太阳能光伏会议论文集，283页-286页报道)。因此，硅片机械强度成为衡量硅片质量的重要指标。此外，以锗单晶为衬底的单结或多结化合物太阳能电池因其转换效率高、耐高温、抗辐射、可靠性高被广泛运用于空间太阳能领域。在空间领域使用，要求锗单晶片厚度薄且强度高，以满足航天运输的需要。另外，在太阳能电池制作完成后，要进行多次抗振动实验，机械强度低的电池片很容易破碎，因此需要单晶衬底有较高的机械强度(半导体技术刊物.2010年第8期，768页-771页报道)。随着半导体技术的发展，诸如GaAs、InP、SiC、蓝宝石等第二代或第三代半导体材料得到了广泛应用，同时，对于此类材料单晶片的质量也提出了更高的要求，而这其中机械强度是衡量此类材料单晶片质量的重要指标之一。目前，单晶片机械强度测试常用三点弯曲法(半导体学报，1997年第9期，710页-713页报道)，这种方法适应性强，适用于测试各种材料的机械强度。但是，此方法用作单晶片机械强度测试，只能测试单晶片局部的机械强度，很难表征单晶片全局的机械强度。传统单晶片机械强度测试方法，由于其所用单晶片托架机械结构固定，只能测试固定尺寸的单晶片，如果需要测试其他尺寸的单晶片需要更换整个单晶片托架，使用较为不便。综上所述，开发一种操作简单、准确、高效、通用性强的单晶片机械强度测试装置显得十分必要。
技术实现思路
针对单晶片机械强度测试的需要，本专利技术提供一种结构简单、易于操作、通用性强的单晶片机械强度测试装置及检测方法。本专利技术采取的技术方案是:一种单晶片机械强度测试装置，包括测试台、推压力计、弹簧，所述测试台的两根立柱上设有上横梁和下横梁，所述下横梁的下部与测试台台面之间设有弹簧，下横梁在两根立柱上上可上下移动，所述推压力计固定在上横梁上，其特征在于:还包括样品卡盘、螺栓，所述样品卡盘包括样品托架和卡盘底座；所述样品托架为环状，在样品托架正面靠近内环的面上设有一圈凹面，在样品托架反面靠近内环的面上间隔设有四个盲孔，其中，两个盲孔与样品托架的环心在一条水平线上，另两个盲孔与样品托架的环心在一条轴线上； 所述卡盘底座为圆形状，沿卡盘底座正面中心的左右水平线上及上下轴线上，依次设有第一组四个带螺纹的盲孔1、第二组四个带螺纹的盲孔IV、第三组四个带螺纹的盲孔II1、第四组四个带螺纹的盲孔1、第五组四个带螺纹的盲孔V ; 所述卡盘底座固定在测试台的下横梁上； 四个所述螺栓分别螺接在第一组四个带螺纹的盲孔I中或第二组四个带螺纹的盲孔IV中或第三组四个带螺纹的盲孔III中或第四组四个带螺纹的盲孔I或第五组四个带螺纹的盲孔V中； 所述样品托架设置在卡盘底座上，卡盘底座上的四个螺栓对应插入样品托架上的四个盲孔中；推压力计的探头垂直于样品卡盘中心。一种单晶片机械强度测试装置的检测方法，其特征在于:步骤如下: 第一步、根据单晶片的尺寸选择对应直径的样品托架，在卡盘底座上设有的第一组四个带螺纹的盲孔I中或第二组四个带螺纹的盲孔IV中或第三组四个带螺纹的盲孔III中或第四组四个带螺纹的盲孔I中或第五组四个带螺纹的盲孔V中螺接一个螺柱，将样品托架装入卡盘底座上方，此时四个螺柱对应的插入样品托架上的四个盲孔中，将样品托架定位在卡盘底座上； 第二步、将单晶片放入样品卡盘样品托架上设有的一圈凹面中； 第三步、调节测试台下横梁的位置，使推压力计的探头与单晶片接触； 第四步、开启推压力计，使推压力计探头缓慢向待测的单晶片加力，直至单晶片被压碎； 第五步、读取推压力计所示的最大压力值，此压力值即为所测单晶片的机械强度； 第六步、记录数据。本专利技术具有的优点和有益效果是:以环状样品托架支撑待测单晶片，并以推压力计向单晶片中心加力的方式，相比三点弯曲法机械强度测试装置，可准确测试单晶片全局的机械强度。本专利技术相比传统固定托架式单晶片机械强度测试装置，可根据单晶片的尺寸，方便、快捷地更换不同尺寸的样品托架，以准确、高效地测试多种材料、不同尺寸单晶片的机械强度，以满足2— 6英寸单晶片的测试需求。本专利技术结构简单、易于操作，适用于测试硅单晶片、锗单晶硅片、砷化镓单晶片、磷化铟单晶片、蓝宝石单晶片等多种单晶片的机械强度，应用范围广、适用性强。【附图说明】图1是本专利技术的结构示意图； 图2是本专利技术样品托架的主视图； 图3是本专利技术样品托架的后视图； 图4是本专利技术样品托架的侧剖图； 图5是本专利技术卡盘底座的主视图； 图6是本专利技术卡盘底座的侧剖图。【具体实施方式】以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明: 参照图1至图6所示，一种单晶片机械强度测试装置，包括测试台1、推压力计2、弹簧4，还包括样品卡盘3、螺栓4。样品卡盘3包括样品托架3-1和卡盘底座3-2。样品托架3-1为环状，在样品托架3-1正面靠近内环的面上设有一圈凹面3-11，在样品托架3-1反面靠近内环的面上间隔设有四个盲孔3-12，其中，两个盲孔3-12与样品托架3-1的环心在一条水平线上，另两个盲孔3-12与样品托架3-1的环心在一条轴线上。样品托架3-1的直径为80mm或直径为105mm或直径为130mm或直径为155mm或直径为180mm。直径为80mm样品托架3_1水平线上两个盲孔3_12的孔心间距及轴线上两个盲孔3-12的孔心间距分别为55mm。直径为105mm样品托架3_1水平线上两个盲孔3_12的孔心间距及轴线上两个盲孔3-12的孔心间距分别为80mmo直径为130mm样品托架3_1水平线上两个盲孔3_12的孔心间距及轴线上两个盲孔3-12的孔心间距分别为105mm。直径为155mm样品托架3_1水平线上两个盲孔3_12的孔心间距及轴线上两个盲孔3-12的孔心间距分别为130mm。直径为180mm样品托架3_1水平线上两个盲孔3_12的孔心间距及轴线上两个盲孔3-12的孔心间距分别为155mm。样品托架3-1的直径为80mm用于2英寸单晶片检测，直径为105mm用于3英寸单晶片检测，直径为130_用于4英寸单晶片检测，直径为155_用于5英寸单晶片检测，直径为180mm用于6英寸单晶片检测。样品托架3-1不同直经的设计，用来对应测试不同尺寸的单晶片。卡盘底座3-2为圆形状，直径为160mm，沿卡盘底座3_2正面中心的左右水平线上及上下轴线上，依次设有第一组四个带螺纹的盲孔13-21、第二组四个带螺纹的盲孔IV3-22、第三组四个带螺纹的盲孔1113-23、第四组四个带螺纹的盲孔13-24、第五组四个带螺纹的盲孔V3-25。第一组的四个带螺纹的盲孔13-21中，水平线上的两个带螺纹的盲孔13-21的孔心间距及轴线上两个带螺纹的盲孔13-21的孔心间距分别为55mm。第二组的四个带螺纹的盲孔IV3-22中，水平线上两个带螺纹的盲孔IV3-22的孔心间距及轴线上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种单晶片机械强度测试装置，包括测试台（1）、推压力计（2）、弹簧（4），所述测试台（1）的两根立柱上（1‑1）设有上横梁（1‑2）和下横梁（1‑3），所述下横梁（1‑3）的下部与测试台（1）台面之间设有弹簧（4），下横梁（1‑3）在两根立柱上（1‑1）上可上下移动，所述推压力计（2）固定在上横梁（1‑2）上，其特征在于：还包括样品卡盘（3）、螺栓（4），所述样品卡盘（3）包括样品托架（3‑1）和卡盘底座（3‑2）；所述样品托架（3‑1）为环状，在样品托架（3‑1）正面靠近内环的面上设有一圈凹面（3‑11），在样品托架（3‑1）反面靠近内环的面上间隔设有四个盲孔（3‑12），其中，两个盲孔（3‑12）与样品托架（3‑1）的环心在一条水平线上，另两个盲孔（3‑12）与样品托架（3‑1）的环心在一条轴线上；所述卡盘底座（3‑2）为圆形状，沿卡盘底座（3‑2）正面中心的左右水平线上及上下轴线上，依次设有第一组四个带螺纹的盲孔I（3‑21）、第二组四个带螺纹的盲孔IV（3‑22）、第三组四个带螺纹的盲孔III（3‑23）、第四组四个带螺纹的盲孔I（3‑24）、第五组四个带螺纹的盲孔V（3‑25）；所述卡盘底座（3‑2）固定在测试台（1）的下横梁（1‑3）上；四个所述螺栓（4）分别螺接在第一组四个带螺纹的盲孔I（3‑21）中或第二组四个带螺纹的盲孔IV（3‑22）中或第三组四个带螺纹的盲孔III（3‑23）中或第四组四个带螺纹的盲孔I（3‑24）或第五组四个带螺纹的盲孔V（3‑25）中；所述样品托架（3‑1）设置在卡盘底座（3‑2）上，卡盘底座（3‑2）上的四个螺栓（4）对应插入样品托架（3‑1）上的四个盲孔（3‑12）中；推压力计（2）的探头垂直于样品卡盘（3）中心。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田原，王云彪，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十六研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12
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