专利名称：一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法及测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种引线框架片材热膨胀系数的测量方 法及测量装置。
背景技术：
物体的体积或长度随温度的升高而增大的现象称为热膨胀。热膨胀系数是材料 的主要物理性质之一，它是进行材料选择和结构设计的一个非常关键的数据。对于 具有一定厚度的材料，目前有多种测量热膨胀系数的方法，其中常用的立式膨胀仪 是将试样安放在一端封闭的石英管底部，使其保持良好的接触，试样的另一端通过 一个石英顶杆将膨胀引起的位移传递到千分表上，即可读出不同温度下的膨胀量。
试样的直径范围为3至10 mm，长度范围为25至150mm。
电子元器件封装所用的引线框架，其片状材料的热膨胀系数对各种不同材料构 成的电子元器件的工作可靠性，以及封装电子元器件时所必须使用的成型模具的设 计和制造均具有重要的意义。电子元器件封装所用的引线框架片状材料的厚度范围 为0.07至1.2 mm，无法制成现有的热膨胀系数测量仪所用的圆棒试样。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一 种弓I线框架片材热膨胀系数的测量方法及测量装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现: 一种引线框架片材热膨胀系数的 测量方法及测量装置，其特征在于，包括以下步骤
(1) 在片材样品的两端设置第一测量点标记和第二测量点标记，并将该测量片 样品放置于测量容器内的载物台上；
(2) 在室温Ti下，通过光学长度测量仪测量片材样品上第一测量点标记和第二 测量点标记之间的长度，得到长度数值Lj;(3) 将载有载物台、片材样品、传热介质、测温仪以及加热器的测量容器平稳 移出光学长度测量仪；
(4) 加热器工作，使测量容器内的传热介质升温并将热量传递给片材样品，使 其同步升温；
(5) 当测温仪接近设定温度时关闭加热器，停止加热；
(6) 测温仪的温度读数稳定后，将载有片材样品的测量容器平稳移至光学长度 测量仪测量台上的隔热板上；
(7) 测量片材样品上第一测量点标记和第二测量点标记之间的长度，得到长度
数值L2，并同时记录此时测温仪的温度读数T2;
(8) 根据以下公式计算热膨胀系数
— 〖2 _ A "(r广7;)x4 。
所述的片材样品的长度尺寸范围为10至500mm，宽度尺寸范围为10至 100mm，厚度尺寸范围为0.07至2mm。
所述的光学长度测量仪的测量重复精度高于±0.002 mm。 所述的光学长度测量仪包括EV4030影像测量仪。
所述的载物台上下平面的平行度S0.025mm/100mm，其平面尺寸小于测量容器 的底面尺寸且大于片材样品的平面尺寸。
所述的传热介质为透明导热液体，该液体具有阻燃性，其沸点大于加热温度T2。
所述的透明导热液体包括百富隆350导热油。
所述的隔热板上下平面的平行度S0.025mm/100mm，其平面尺寸大于测量容器 的底面尺寸。
一种引线框架片材热膨胀系数的测量装置，其特征在于，包括光学长度测量仪、
放置于光学长度测量仪测量台上的隔热板以及可移出的放置在隔热板上的测量容
器，所述的测量容器包括容器本体、载物台、测温仪以及加热器，所述的容器本体
设于隔热板上，该容器本体内设有传热介质，所述的载物台浸泡于传热介质中并与 容器本体的底面固定，所述的测温仪的测温头以及加热器的加热头均设于传热介质中。所述的容器本体为底面平整，具有一端开口的直壁无泄漏容器。 与现有技术相比，本发明具有以下优点
1、 本发明采用现有的光学测量仪、测温仪、传热介质、加热器，因而不必进 行昂贵的投资；
2、 能够直接测量片状材料的热膨胀系数，不需要制作热膨胀系数测量仪所用 的圆棒状试样。
3、 直接测量片状材料平面方向的热膨胀系数，比由块状材料测得的热膨胀系 数更适合工程实际应用状况。
图1为本发明的测量装置的结构示意图； 图2为本发明的片材样品的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图l、 2所示， 一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法及测量装置，包括 以下步骤
(1) 在片材样品5的两端设置第一测量点标记51和第二测量点标记52，并将该 测量片样品5放置于测量容器7内的载物台上；
(2) 在室温1下，通过光学长度测量仪1测量片材样品5上第一测量点标记51 和第二测量点标记52之间的长度，得到长度数值L1;
(3) 将载有载物台4、片材样品5、传热介质6、测温仪2以及加热器8的测量 容器7平稳移出光学长度测量仪1;
(4) 加热器8工作，使测量容器7内的传热介质6升温并将热量传递给片材样 品5，使其同步升温；
(5) 当测温仪2接近设定温度时关闭加热器8，停止加热；
(6) 测温仪2的温度读数稳定后，将载有片材样品5的测量容器7平稳移至光 学长度测量仪1测量台上的隔热板3上；
(7) 测量片材样品5上第一测量点标记51和第二测量点标记52之间的长度， 得到长度数值L2，并同时记录此时测温仪2的温度读数T2;(8)根据以下公式计算热膨胀系数
一
"(r2—7;)",。
所述的片材样品5的长度尺寸范围为10至500mm，宽度尺寸范围为10至 100mm，厚度尺寸范围为0.07至2mm;所述的光学长度测量仪1的测量重复精度 高于±0.002 mm;所述的光学长度测量仪1包括EV4030影像测量仪；所述的载物 台4上下平面的平行度^).025mm/100mm，其平面尺寸小于测量容器7的底面尺寸 且大于片材样品5的平面尺寸；所述的传热介质6为透明导热液体，该液体具有阻 燃性，其沸点大于加热温度T2;所述的透明导热液体包括百富隆350导热油；所 述的隔热板3上下平面的平行度S0.025mm/100mm，其平面尺寸大于测量容器7的 底面尺寸。
一种引线框架片材热膨胀系数的测量装置，包括光学长度测量仪l、放置于光 学长度测量仪1测量台上的隔热板3以及可移出的放置在隔热板3上的测量容器7， 所述的测量容器7包括容器本体、载物台4、测温仪2以及加热器8，所述的容器 本体设于隔热板3上，该容器本体内设有传热介质6，所述的载物台4浸泡于传热 介质6中并与容器本体的底面固定，所述的测温仪2的测温头以及加热器8的加热 头均设于传热介质6中。
所述的容器本体为底面平整，具有一端开口的直壁无泄漏容器。
以下通过实施例进一步说明本发明，但实施例仅用于说明，并不能限制本发明 的范围。
实施例1
本实施例为某种引线框架片材热膨胀系数的测量方法和装置，它包括光学测量 仪、测温仪、隔热板、载物台、具有第一测量点标记和第二测量点标记的O.lmm 厚的引线框架片材样品、传热介质、容器、加热器，具体测量过程为
在室温27'C下测量样品上第一测量点标记和第二测量点标记之间的长度，得 到长度数值249.974mm;
将载有测温仪、载物台、片材样品、传热介质、加热器的容器平稳移出光学测
加热器工作，使容器内传热介质升温并将热量传递到片材样品使其同步升温；
7观察测温仪，接近设定温度18(TC时关闭加热器，停止加热；
测温仪的温度读数稳定后，将载有测温仪、载物台、片材样品、传热介质、加
热器的容器平稳移至光学测量仪测量台上隔热板的上面；
迅速测量样品上第一测量点标记和第二测量点标记之间的长度，得到长度数值
250.132，并同时记录此时测温仪的温度读数181°C; —丄2 —丄！
根据公式 《)X^计算热膨胀系数，得到热膨胀系数
訓2 —謂4=4達潜6。 (181-27) x 249.974
实施例2
本实施例为某种引线框架片材热膨胀系数测量方法和装置，它包括光学测量 仪、测温仪、隔热板、载物台、具有第一测量点标记和第二测量点标记的O.lmm 厚引线框架片材样品、传热介质、容器、加热器，具体测量过程为
在室温27t:下测量样品上第一测量点标记和第二测量点标记之间的长度，得 到长度数值250.053mm;
将载有测温仪、载物台、片材样品、传热介质、加热器的容器平稳移出光学测
加热器工作，使容器内传热介质升温并将热量传递到片材样品使其同步升温；
观察测温仪，接近设定温度175'C时关闭加热器，停止加热；
测温仪的温度读数稳定在175'C后，将载有测温仪、载物台、片材样品、传热
介质、加热器的容器平稳移至光学测量仪测量台上的隔热板上；
迅速测量样品上第一测量点标记和第二测量点标记之间的长度，得到长度数值
250.222mm，并同时记录此时测温仪的温度读数175°C; 一 A-A
根据公式 计算热膨胀系数，得到热膨胀系数
250.222 — 250.053」c"《in_6
/ ， =-= 4.5666x10 6
2 (175 —27) x 250.053
8
权利要求
1.一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤(1)在片材样品的两端设置第一测量点标记和第二测量点标记，并将该测量片样品放置于测量容器内的载物台上；(2)在室温T1下，通过光学长度测量仪测量片材样品上第一测量点标记和第二测量点标记之间的长度，得到长度数值L1；(3)将载有载物台、片材样品、传热介质、测温仪以及加热器的测量容器平稳移出光学长度测量仪；(4)加热器工作，使测量容器内的传热介质升温并将热量传递给片材样品，使其同步升温；(5)当测温仪接近设定温度时关闭加热器，停止加热；(6)测温仪的温度读数稳定后，将载有片材样品的测量容器平稳移至光学长度测量仪测量台上的隔热板上；(7)测量片材样品上第一测量点标记和第二测量点标记之间的长度，得到长度数值L2，并同时记录此时测温仪的温度读数T2；(8)根据以下公式计算热膨胀系数<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>ρ</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub><mo>-</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <mrow><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>T</mi><mn>2</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>T</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo></mrow><mo>×</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac><mo>.</mo> </mrow>]]></math></maths>
2. 根据权利要求1所述的一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法，其特征 在于，所述的片材样品的长度尺寸范围为10至500mm，宽度尺寸范围为10至 100mm，厚度尺寸范围为0.07至2mm。
3. 根据权利要求1或2所述的一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法，其 特征在于，所述的光学长度测量仪的测量重复精度高于±0.002 mm。
4. 根据权利要求3所述的一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法，其特征 在于，所述的光学长度测量仪包括EV4030影像测量仪。
5. 根据权利要求1或4所述的一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法，其 特征在于，所述的载物台上下平面的平行度^).025mm/100mm，其平面尺寸小于测 量容器的底面尺寸且大于片材样品的平面尺寸。
6. 根据权利要求5所述的一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法，其特征 在于，所述的传热介质为透明导热液体，该液体具有阻燃性，其沸点大于加热温度T2。
7. 根据权利要求6所述的一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法，其特征 在于，所述的透明导热液体包括百富隆350导热油。
8. 根据权利要求1或7所述的一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法，其 特征在于，所述的隔热板上下平面的平行度^).025mm/100mm，其平面尺寸大于测 量容器的底面尺寸。
9. 一种引线框架片材热膨胀系数的测量装置，其特征在于，包括光学长度测量仪、放置于光学长度测量仪测量台上的隔热板以及可移出的放置在隔热板上的测量容器，所述的测量容器包括容器本体、载物台、测温仪以及加热器，所述的容器本体设于隔热板上，该容器本体内设有传热介质，所述的载物台浸泡于传热介质中 并与容器本体的底面固定，所述的测温仪的测温头以及加热器的加热头均设于传热介质中。
10. 根据权利要求9所述的一种引线框架片材热膨胀系数的测量装置，其特征 在于，所述的容器本体为底面平整，具有一端开口的直壁无泄漏容器。
全文摘要
本发明涉及一种引线框架片材热膨胀系数的测量方法及测量装置，用于测定薄片材料的热膨胀系数，本发明采用现有的光学测量仪、测温仪、传热介质、加热器，因而不需要专用的热膨胀系数测量仪，因为直接测量片状材料的热膨胀系数，所以不需要制作热膨胀系数测量仪所用的圆棒状试样。与现有技术相比，本发明直接测量片状材料平面方向的热膨胀系数，比由块状材料测得的热膨胀系数更适合工程实际应用状况。
文档编号G01N25/16GK101493427SQ20091004693
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月3日 优先权日2009年3月3日
发明者猛 张, 李名尧, 王元彪 申请人:上海工程技术大学;上海柏斯高微电子工程有限公司;上海柏斯高模具有限公司