一种焊点热迁移试验设备及其试样承载结构制造技术

本实用新型专利技术属于焊点热迁移试验技术领域，具体涉及一种焊点热迁移试验设备的试样承载结构，尤其涉及一种焊点热迁移试验设备及其试样承载结构，试样承载结构包括冷端热源和热端热源，冷端热源和热端热源间隔布置，分别具有用于支撑试样的不同侧以完成至少一个试样的装载的试样支撑区域，相对于冷端热源和热端热源固定设置有反力承载座，反力承载座上设有冷端探头压紧结构和热端探头压紧结构，冷端探头压紧结构用于将相应的热电偶探头压紧在相应的至少一个试样的冷端，热端探头压紧结构用于将相应的热电偶探头压紧在相应的至少一个试样的热端，反力承载座为冷端探头压紧结构和热端探头压紧结构提供与热电偶探头的压紧作用力方向相反的支撑作用力。力方向相反的支撑作用力。力方向相反的支撑作用力。

【技术实现步骤摘要】
一种焊点热迁移试验设备及其试样承载结构


[0001]本技术属于焊点热迁移试验
，具体涉及一种焊点热迁移试验设备的试样承载结构。

技术介绍

[0002]随着信息化的深入发展，高效便携的智能电子产品广泛应用于各行各业以及人们的日常生活中。焊点作为电子封装产品的重要组成部分有着电气连接、机械连接、散热通道的重要作用。为了满足人们生产生活的需要，电子产品的尺寸减小、集成密度提高、智能化程度提高，单位面积的焊点数目呈几何倍数提高，导致焊点尺寸减小至微纳米级，焊点在通电过程中处于更大的电流密度、温度载荷、机械载荷的苛刻环境中。因此，焊点可靠性的研究成为微电子行业的重要研究领域。
[0003]焊点可靠性与焊点的失效行为密切关联。微焊点在服役过程中的失效行为主要包括：热冲击失效、蠕变失效、电迁移失效、时效失效。焊点尺寸的减小，导致焊点单位面积通过的电流几何倍数增大，更易达到电迁移的临界条件，电迁移失效成为了微焊点可靠性的重要部分。电迁移引起的热迁移是由材料内部温度梯度差异所引发的质量迁移，在微焊点发生电迁移的过程中，大电流密度及IMC(指焊材与被焊金属之间，在热量足够的情况下，焊材原子和被焊金属原子相互结合，渗入，迁移及扩散等动作在两者之间形成的一层金属化合物)含量的差别使阴阳两极产生焦耳热的差异，焊点尺寸越小，微小的温度差异即可造成极大的温度梯度差异(例如，钎缝厚度为10μm，若温度相差1℃，则能产生1000℃/cm的温度梯度)。大温度梯度使焊点内部原子定向迁移，导致焊点内部结构受到破坏。随着焊点的尺寸的减小，电流密度和温度梯度越来越大，微焊点中的热迁移现象的研究也成为了焊点可靠性研究的重要方向之一。
[0004]现有技术中具有在试样的热端和冷端均设置热源以实现焊点两端恒定温度梯度的试验装置，如申请公布号为CN105606647A的专利文献中公开的一种检测互连焊点热迁移性能的装置，该装置包括热端热源(即本专利中的加热板)和冷端热源(即本专利中的半导体制冷片)。热端热源的上方及冷端热源的下方设置有导热板，两导热板之间放置待试验的试样。上导热板将冷端热源的热量传递至试样，下导热板将热端热源的热量传递至试样，以使试样的热端和冷端达到设定的温度，使得试样上焊点两端的温度梯度达到预设值。虽然该装置能够使试样的热端和冷端达到设定温差，但是上导热板和下导热板是采用夹持的的方式固定试样，需要设计驱动装置以使两导热板相对运动以夹持试样，并且需要在两导热板上设置供热电偶安装的沟槽，整体结构较为复杂，试样装卸不方便。另外热量需要经导热板才能传递至试样上，导致冷端热源和热端热源的温度变化不能及时体现到试样上，影响试验结果的准确性，试验效率低下。
[0005]现有技术中申请公布号为CN107063891A和申请公布号为CN107064571A的专利文献中分别采用油浴和环境温度变化来实现焊点两端的恒定温度梯度，但是两篇专利文献中均采用卡紧器来卡紧试样，导致试样拆装不便，还容易造成试样变形。另外，热迁移试验时
一般需要设置多个试样，而目前的装夹结构仅能够适用于单个试样，这就需要设置多个装夹装置，且使用时需要逐个拆装，影响试验效率。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种焊点热迁移试验设备，以解决现有技术中热迁移试验设备拆装试样不便导致试验效率较低的技术问题。本技术还提供一种焊点热迁移试验设备的试样承载结构，以解决上述技术问题。
[0007]为实现上述目的，本技术所提供的焊点热迁移试验设备的技术方案是：一种焊点热迁移试验设备，包括设备主体，设备主体上设有用于使试样的焊点两侧达到相应温度的冷端热源和热端热源，用于检测试样的焊点两侧温度的热电偶装置；冷端热源和热端热源沿水平方向间隔布置，分别具有用于支撑试样的不同侧以完成至少一个试样的装载的试样支撑区域，焊点热迁移试验设备还包括相对于冷端热源和热端热源固定设置的反力承载座，反力承载座上设有冷端探头压紧结构和热端探头压紧结构，冷端探头压紧结构用于将相应的热电偶探头压紧在相应的至少一个试样的冷端，热端探头压紧结构用于将相应的热电偶探头压紧在相应的至少一个试样的热端，反力承载座用于为冷端探头压紧结构和热端探头压紧结构提供与热电偶探头的压紧作用力方向相反的支撑作用力。
[0008]有益效果是：本技术提供的焊点热迁移试验设备，冷端热源和热端热源分别具有各自的试样支撑区域，试样的冷端和热端只要支撑在冷端热源和热端热源上即可实现热传递，安装方便；用于检测试样相应端温度的热电偶探头通过相应端的探头压紧结构压紧在试样上，并通过反力承载座固定，能够实现可靠的温度检测；并且试样支撑区域的尺寸可以根据实际情况设计，可以供多个试样放置，以同时对多个试样进行热迁移试验，与现有技术中采用夹持的方式固定试样相比，提高了试样热迁移的试验效率。
[0009]作为进一步地改进，所述反力承载座为条状承载梁。
[0010]有益效果是：条状承载梁的反力承载座的尺寸较小，减小冷端热源与热端热源之间的热量传递，避免冷端热源与热端热源之间相互影响，有利于减少干扰，提高试验精度。
[0011]作为进一步地改进，冷端探头压紧结构为压紧螺钉，压紧螺钉的尾端用于压紧热电偶探头。
[0012]有益效果是：可以通过旋拧实现压紧螺钉对相应热电偶探头施加的作用力，结构简单，压紧可靠，操作方便。
[0013]作为进一步地改进，所述热电偶探头具有扁平状的压接端，用于压紧在压紧螺钉和试样之间。
[0014]有益效果是：热电偶探头扁平状的压接端为平面，可以增加热电偶探头与试样之间及热电偶探头与压紧螺钉之间的接触面积，有利于提高压接的稳定性。
[0015]作为进一步地改进，设备主体上设有供冷端热源和热端热源支撑放置的的绝缘隔热底座，还设有与绝缘隔热底座对应的压装座，压装座具有与设备主体连接的固定部和位于绝缘隔热底座上方的承载部，承载部上设有压装螺钉，用于将相应端电源压装在绝缘隔热底座上。
[0016]有益效果是：绝缘隔热底座可以将冷端热源及热端热源与设备主体隔离开来，避免热量损失；设置压装座和压装螺钉便于热源的拆装，结构简洁。
[0017]作为进一步地改进，反力承载座的两端分别固定在两压装座上。
[0018]有益效果是：反力承载座固定在压装座上，便于反力承载座的固定，有利于减少零部件数量，结构紧凑。
[0019]本技术所提供的焊点热迁移试验设备的试样承载结构的技术方案是：一种焊点热迁移试验设备的试样承载结构，包括冷端热源和热端热源，用于检测试样的焊点两侧温度的热电偶装置；冷端热源和热端热源沿水平方向间隔布置，分别具有用于支撑试样的不同侧以完成至少一个试样的装载的试样支撑区域，焊点热迁移试验设备还包括相对于冷端热源和热端热源固定设置的反力承载座，反力承载座上设有冷端探头压紧结构和热端探头压紧结构，冷端探头压紧结构用于将相应的热电偶探头压紧在相应的至少一个试样的冷端，热端探头压紧结构用于将相应的热电偶探头压紧在相应的至少一个试样的热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊点热迁移试验设备，包括设备主体(1)，设备主体(1)上设有用于使试样(23)的焊点两侧达到相应温度的冷端热源和热端热源，用于检测试样(23)的焊点两侧温度的热电偶装置；其特征在于，冷端热源和热端热源沿水平方向间隔布置，分别具有用于支撑试样(23)的不同侧以完成至少一个试样(23)的装载的试样支撑区域，焊点热迁移试验设备还包括相对于冷端热源和热端热源固定设置的反力承载座(13)，反力承载座(13)上设有冷端探头压紧结构和热端探头压紧结构，冷端探头压紧结构用于将相应的热电偶探头压紧在相应的至少一个试样(23)的冷端，热端探头压紧结构用于将相应的热电偶探头压紧在相应的至少一个试样(23)的热端，反力承载座(13)用于为冷端探头压紧结构和热端探头压紧结构提供与热电偶探头的压紧作用力方向相反的支撑作用力。2.根据权利要求1所述的焊点热迁移试验设备，其特征在于，所述反力承载座(13)为条状承载梁。3.根据权利要求1所述的焊点热迁移试验设备，其特征在于，冷端探头压紧结构为压紧螺钉(7)，压紧螺钉(7)的尾端用于压紧热电偶探头。4.根据权利要求3所述的焊点热迁移试验设备，其特征在于，所述热电偶探头具有扁平状的压接端，用于压紧在压紧螺钉(7)和试样(23)之间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的焊点热迁移试验设备，其特征在于，设备主体(1)上设有供冷端热源和热端热源支撑放置的绝缘隔热底座，还设有与绝缘隔热底座对应的压装座，压装座具有与设备主体(1)连接的固定部和位于绝缘隔热底座上方的承载部，承载部上设有压装螺钉(5)，用于将相应端热源压装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，张柯柯，李世杰，王钰茗，高一杰，陈伟明，侯瑞卿，曲来鹏，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：新型
国别省市：