一种微电子封装疲劳试验机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微电子封装疲劳试验机，包括传动执行装置、温度控制箱、冷却装置、手动位移平台、试样夹具、三维力传感器以及机架。疲劳试验机为卧式，安装在平整的机架上。所述试样夹具固定在传动执行装置上，温度控制箱与冷却装置相连，手动位移平台固定安装在机架上，三维力传感器固定在手动位移平台上。本实用新型专利技术的优点是可以测量微小型试样以及焊点在高温疲劳试验中的形变，便于操作且精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种微电子封装疲劳试验机
本技术涉及测试计量仪器领域，尤其涉及一种微电子封装疲劳试验机，对于温度有要求的材料或者微小型试样进行疲劳性能的测试，实现一定温度环境下的拉伸、压缩实验等。
技术介绍
微电子封装过程中，焊点的可靠性以及失效与否是微电子封装技术的关键之一。电子产品在使用过程中不可避免会产生热量，焊点受到温度的变化以及通断电的影响，往往会在焊接处产生裂纹，长久以往，焊点连接处将会断裂，芯片封装也将失效，破坏芯片的整体功能，降低了芯片的使用寿命。本技术针对焊点失效问题，拟设计一种微电子封装器件专用的微型疲劳试验机，用于完成对疲劳试样的拉伸、压缩、疲劳失效等疲劳试验。基于焊点温度变化的要求，设计了特殊的温度控制装置并完成了对整体装置的PID控制，实现了高精度、高可靠性的疲劳试验。
技术实现思路
本技术目的在于针对现有技术的不足，提出一种微电子封装疲劳试验机，其可以对微小构件与焊点在不同环境温度下进行疲劳、拉伸、压缩试验。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种微电子封装疲劳试验机，包括：传动执行装置、温度控制箱、冷却装置、手动位移平台、试样夹具、三维力传感器以及机架；所述传动执行装置固定在机架上，传动执行装置包括：伺服电机、滚珠丝杠、滑台模组、光轴导轨和保护板，其中伺服电机通过电机架与与机架相连接，滚珠丝杠通过联轴器与伺服电机连接，光轴导轨与滚珠丝杠平行安装于机架上，滑台模组与滚珠丝杠、光轴导轨滑动连接，保护板安装在滚珠丝杠和光轴导轨四周；所述温度控制箱包括上箱体、下箱体、铰链合页、箱体托台、箱体固定座和热电偶；上箱体与下箱体通过铰链合页相连接，整个箱体安装在箱体托台上，箱体托台与两个箱体固定座固定连接，所述热电偶固定连接在上箱体上。所述冷却装置包括冷却管、连接法兰、进出口管，冷却管每侧均有两片方形平板，所述方形平板与温度控制箱的上箱体以及下箱体前后两端的通孔进行定位与连接，进出口管与冷却管固定连接，连接法兰含通孔一端与冷却管螺钉连接，另一端与试样夹具连接。所述手动位移平台包括工作平面、安装平面、微分控制转头、锁紧螺母；工作平面安装于安装平面上端，微分控制转头与工作平面相连，锁紧螺母安装于工作平面与安装平面两者连接的通孔处。所述试样夹具固定在传动执行装置的滑台模组上，冷却管安装在温度控制箱内部，手动位移平台固定安装在机架上。进一步地，所述温度控制箱的整个箱体的内壁上粘贴有加热电阻。进一步地，所述手动位移平台中的工作平面与安装平面的上端通过螺栓连接，微分控制转头与工作平面通过螺母连接。进一步地，试验机还包括三维力传感器，所述三维力传感器固定安装在手动位移平台的工作平面上。本技术的有益效果：本技术的优点是可以测量微小型试样以及焊点在高温疲劳试验中的形变，便于操作且精度高。附图说明图1是本技术试验机的整体结构示意图；图2是传动执行装置示意图；图3是温度控制箱示意图；图4是冷却管与冷却管法兰示意图；图5是手动位移平台示意图；图6是试样夹具示意图；具体实施方式以下结合附图对本技术具体实施方式作进一步详细说明。参照图1所示，本技术微电子封装疲劳试验机包括：传动执行装置1、温度控制箱2、冷却装置3、手动位移平台4、试样夹具5、三维力传感器6以及机架7其中传动执行装置1固定在平整机架7上，试样夹具5通过螺栓固定在传动执行装置1的滑台模组1-3上，左、右两个试样夹具与试样通过螺纹连接，保证加载载荷的均匀性；冷却管4通过螺栓安装在温度控制箱3内部，手动位移平台4与夹具通过螺栓连接，安装在机架上固定安装在机架7上。参照图2所示，传动执行装置包括：伺服电机1-1、滚珠丝杠1-2、滑台模组1-3、光轴导轨1-4、保护板1-5，其中伺服电机1-1通过电机架与与机架7相连接，滚珠丝杠1-2通过梅花联轴器与伺服电机1-1连接，保证一定的传动精度，光轴导轨1-4与滚珠丝杠1-2平行装于机架7上，滑台模组1-3与滚珠丝杠1-2、光轴导轨1-4通过螺母连接。滚珠丝杠1-2将电机1-1的转动转化为平动，同时带动安装在滚珠丝杠1-2上的滑台模组1-3进行位移。参照图3所示，温度控制箱2包括上箱体2-1、下箱体2-2、铰链合页2-3、箱体托台2-4、箱体固定座2-5、热电偶2-6。上箱体2-1与下箱体2-2通过铰链合页2-3相连接，加热电阻粘贴在整个箱体内部的内壁上，整个箱体安装在箱体托台2-4上，箱体托台2-4通过螺栓与4个箱体固定座2-5相连接，上箱体2-1上部开有一个螺纹通孔，热电偶2-6通过螺纹连接固定在上箱体上，用于测量箱内部的温度。箱体前上侧各开有一个通气孔。参照图4所示，冷却装置3包括冷却管3-1、连接法兰3-2、进出口管3-3，冷却管3-1两侧有4片方形平板，平板上均布有螺纹孔，用于与温度控制箱2的定位与连接，进出口管3-3与冷却管通过螺纹连接，冷却时冷却气体通过进出口管3-3传输进冷却管3-1，连接法兰3-2与冷却管3-1通过螺栓连接，用于定位安装夹具。所述试样夹具时由均布有螺纹孔的圆盘与带内螺纹的柱体组合而成，用来安装夹持试样，夹具前端与冷却管的连接法兰通过同轴心安装间隙连接，夹具需根据试样夹持端的形状和尺寸以及连接法兰的尺寸进行设计和制造，能够牢固夹持试样并对试样施加载荷。所述试样为不同材料和类型的棒材疲劳式样与焊点连接试样，棒材疲劳式样为哑铃状圆棒，两端有螺纹，能够与夹具的内螺纹相配合连接，从而施加载荷；所述焊点连接试样用两个薄片与均布其中的焊点组成。该试验机还包括位移传感器、温度传感器以及三维力传感器，位移传感器平行安装于滚珠丝杠两侧，测量滚珠丝杠的相对位移量；温度传感器通过螺纹连接安装在温度控制箱的上箱体处；三维力传感器与夹具同轴心安装在手动位移平台工作平面上。参照图5所示，手动位移平台4包括工作平面4-1、安装平面4-2、微分控制转头4-3、锁紧螺母4-4，工作平面4-1为有一定抗压强度的薄金属板，用于安装三维力传感器6，微分控制转头4-3通过微动机构与工作平面4-1相连，能够对夹具与传感器在X、Y方向上进行微调，用于对夹具的微量位移调整和对中。本技术试验机可以对微小试样或微小材料构件进行一定温度环境下的拉伸、疲劳等试验测试。进行试验测试前，通过手动位移平台4调整试样夹具5、冷却管3-1、温度控制箱2的对心程度，进行试验测试时，将被测对象与试样夹具5通过螺纹固定连接，并放入温度控制箱2内，然后对伺服电机1-1上电，滚珠丝杠1-2产生一定的位移，通过温度控制箱2设定环境所需温度，闭合上下两个箱体，加热电阻2-4开始升温加热，同时热电偶2-7开始测量箱体内的温度并记录数据传输回计算机。通过调整伺服电机1-1发送的脉冲数可以控制滚珠丝杠1-2传动的精度，并改变位移量程。上述实施例用来解释说明本技术，而不是对本技术进行限制，在本技术的精神和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微电子封装疲劳试验机，其特征在于，该试验机包括：传动执行装置(1)、温度控制箱(2)、冷却装置(3)、手动位移平台(4)、试样夹具(5)以及机架(7)；/n所述传动执行装置(1)固定在机架(7)上，传动执行装置(1)包括：伺服电机(1-1)、滚珠丝杠(1-2)、滑台模组(1-3)、光轴导轨(1-4)和保护板(1-5)，其中伺服电机(1-1)通过电机架与机架(7)相连接，滚珠丝杠(1-2)通过联轴器与伺服电机(1-1)连接，光轴导轨(1-4)与滚珠丝杠(1-2)平行安装于机架(7)上，滑台模组(1-3)与滚珠丝杠(1-2)、光轴导轨(1-4)滑动连接，保护板(1-5)安装在滚珠丝杠(1-2)和光轴导轨(1-4)四周；/n所述温度控制箱(2)包括上箱体(2-1)、下箱体(2-2)、铰链合页(2-3)、箱体托台(2-4)、箱体固定座(2-5)和热电偶(2-6)；上箱体(2-1)与下箱体(2-2)通过铰链合页(2-3)相连接，整个箱体安装在箱体托台(2-4)上，箱体托台(2-4)与两个箱体固定座(2-5)固定连接，所述热电偶(2-6)固定连接在上箱体(2-1)上；/n所述冷却装置(3)包括冷却管(3-1)、连接法兰(3-2)、进出口管(3-3)，冷却管(3-1)每侧均有两片方形平板，所述方形平板与温度控制箱(2)的上箱体(2-1)以及下箱体(2-2)前后两端的通孔进行定位与连接，进出口管(3-3)与冷却管(3-1)固定连接，连接法兰(3-2)含通孔一端与冷却管(3-1)螺钉连接，另一端与试样夹具(5)连接；/n所述手动位移平台(4)包括工作平面(4-1)、安装平面(4-2)、微分控制转头(4-3)、锁紧螺母(4-4)；工作平面(4-1)安装于安装平面(4-2)上端，微分控制转头(4-3)与工作平面(4-1)相连，锁紧螺母(4-4)安装于工作平面(4-1)与安装平面(4-2)两者连接的通孔处；/n所述试样夹具(5)固定在传动执行装置(1)的滑台模组(1-3)上，冷却管(3-1)安装在温度控制箱(2)内部，手动位移平台(4)固定安装在机架(7)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种微电子封装疲劳试验机，其特征在于，该试验机包括：传动执行装置(1)、温度控制箱(2)、冷却装置(3)、手动位移平台(4)、试样夹具(5)以及机架(7)；
所述传动执行装置(1)固定在机架(7)上，传动执行装置(1)包括：伺服电机(1-1)、滚珠丝杠(1-2)、滑台模组(1-3)、光轴导轨(1-4)和保护板(1-5)，其中伺服电机(1-1)通过电机架与机架(7)相连接，滚珠丝杠(1-2)通过联轴器与伺服电机(1-1)连接，光轴导轨(1-4)与滚珠丝杠(1-2)平行安装于机架(7)上，滑台模组(1-3)与滚珠丝杠(1-2)、光轴导轨(1-4)滑动连接，保护板(1-5)安装在滚珠丝杠(1-2)和光轴导轨(1-4)四周；
所述温度控制箱(2)包括上箱体(2-1)、下箱体(2-2)、铰链合页(2-3)、箱体托台(2-4)、箱体固定座(2-5)和热电偶(2-6)；上箱体(2-1)与下箱体(2-2)通过铰链合页(2-3)相连接，整个箱体安装在箱体托台(2-4)上，箱体托台(2-4)与两个箱体固定座(2-5)固定连接，所述热电偶(2-6)固定连接在上箱体(2-1)上；
所述冷却装置(3)包括冷却管(3-1)、连接法兰(3-2)、进出口管(3-3)，冷却管(3-1)每侧均有两片方形平板，所述方形平板与温度控制箱(2)的上箱体(2-1)以及下箱体(2-...

【专利技术属性】
技术研发人员：许杨剑，阮洪势，刘发发，徐学聪，朱加文，单庆鹏，马天杰，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33