一种微电子封装器件界面强度蠕变测试装置的制作方法

本发明涉及一种微电子封装器件界面强度蠕变测试装置。

背景技术：

微电子电子封装(microelectronicpackaging)的目的是保护电路芯片免受周围环境的影响，因此，在微电子封装中，是用各种不同的材料作为外壳，用与外界完全隔离的、气密的方法，来保护脆弱的电子元件。倒装键合(flipchip，fc)是微电子封装中最为常见的一种封装形式，该封装形式具有互连引线最短，电阻小，信号传输延时短，寄生效应小，封装尺寸小，组装密度高等特点，这些特点使得倒装键合技术在封装密度和处理速度上达到顶峰，是芯片封装技术及高密度封装的主流方向。随着微电子封装技术的发展，器件密度越来越高，厚度越来越薄，尺寸越来越小，倒装键合技术逐渐成为当今微电子封装互连主流技术，在各类封装中应用越来越为广泛，封装形式更趋多样化。倒装键合技术近些年来得到迅速的发展，被广泛应用于液晶显示器(lcd)、平板显示器(fpd)、个人数字助理(pda)，平板电脑(tpc)等产品中。

尽管微电子封装技术发展这么多年，但是目前仍然存在很多问题，如封装粘接界面层强度不高，容易出现界面翘曲、分层、退化失效等现象，这些问题大大限制了其广泛的推广与应用。因此，微电子封装界面可靠性研究非常重要，目的是为了提高封装器件可靠性。要提高封装器件可靠性，首先要研究封装界面在不同应力下的失效机理，例如封装器件在不同封装工艺下的强度研究，在不同应力环境下的强度退化机理及退化规律，在研究过程中，需要用到各种可靠性测试设备。封装界面在使用过程中，随着时间的推移，界面强度会发生蠕变现象，蠕变会对封装界面可靠性造成很大的影响并引发器件界面失效，因此对蠕变的研究显得尤为重要，但目前针对微电子封装器件界面蠕变测试的仪器设备不多，难以满足微电子封装器件界面蠕变可靠性测试的需求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出了一种可以有效测量微电子封装器件界面蠕变、测量简单的微电子封装器件界面强度蠕变测试装置。

本发明所述的一种微电子封装器件界面强度蠕变测试装置，其特征在于，包括：

机架，具有一试验腔；

固定机构，设置于机架的试验腔内，包括固定部和夹持机构，固定部底端安装在试验腔上；夹持机构固装于固定部顶端，用于夹紧被测器件；

蠕变测试机构，设置于机架的试验腔内，包括压力测试单元和位移测试单元，其中位移测试单元安装于控制机构的升降端，以测量被测器件接触表面的压力；位移测试单元安装于试验腔顶部，并且位移测试单元的测试端与压力测试单元相连，用以测定位移测试单元的位移；

以及控制机构，包括控制单元和升降驱动单元，其中控制模块、升降驱动单元悬装于机架的试验腔顶部，且升降驱动单元悬于被测器件正上方，用于带动压力测试单元升降；所述压力测试单元的信号传输端、所述位移测试单元的信号传输端分别与所述控制单元的信号传输端口电连接，而所述的升降驱动单元的控制端与所述的控制单元的信号输出端电连接。

所述固定部包括基座和测试台，所述基座底部与机架的试验腔底部固接，基座的顶部安装用于固定夹持机构的测试台。

所述夹持机构为一钳形夹具。

所述夹持机构由一对相对布置的夹体构成，两个所述夹体相对布置并安装在测试台侧面，两夹体的自由端留有用于夹持被测器件的夹持区。

所述夹持机构上增设锁定装置，用于实现夹持机构对被测器件的夹紧。

所述锁定装置包括紧固螺栓和与紧固螺栓配合的螺母，紧固螺栓的螺纹端从设置于夹体的锁定孔穿出后螺接螺母，并通过调整螺母的螺接位置以调整两夹体之间距离。

所述压力测试单元包括测试头、压力传感器、弹簧以及测试推杆，所述测试头与位移测试单元的测试端相连，所述测试头的空腔内设置一弹簧，弹簧的下端与测试头底部相连，上端通过测试推杆与升降驱动单元的驱动端相连，使得测试头随测试推杆运动而纵向升降；压力传感器安装在测试头下端面上，用于与正下方的被测器件接触。

位移测试单元为一可以测量测试头纵向升降位移的位移传感器。

蠕变测试原理：通过控制单元输入给定测试压力，控制单元向升降驱动单元发送指令，使其控制测试推杆向下运动，当测试头接触被测器件后，测试推杆压缩测试头内弹簧，测试头底部压力传感器实时检测压力，当压力达到给定值后，测试推杆停止运动，位移传感器记录测试头位移信息，测试期间，压力传感器实时检测压力，反馈给控制单元，位移传感器实时检测位移信息，即被测器件的蠕变信息。

本发明的有益效果是：结构组成设计科学合理，设计的测试头中间设置弹簧，底部设置压力传感器，压力传感器可实时检测测试头的压力，反馈给控制模块，当压力不够时，控制器控制测试推杆向下运动，压缩弹簧。设计的位移传感器设置在机架顶部，与测试头连接，可实时记录测试头位移信息。

附图说明

图1是本发明的结构图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明。

参照附图：

实施例1本发明所述的一种微电子封装器件界面强度蠕变测试装置，包括：

机架1，具有一试验腔；

固定机构，设置于机架1的试验腔内，包括固定部和夹持机构，固定部底端安装在试验腔上；夹持机构固装于固定部顶端，用于夹紧被测器件12；

蠕变测试机构，设置于机架的试验腔内，包括压力测试单元和位移测试单元，其中位移测试单元安装于控制机构的升降端，以测量被测器件接触表面的压力；位移测试单元安装于试验腔顶部，并且位移测试单元的测试端与压力测试单元相连，用以测定位移测试单元的位移；

以及控制机构，包括控制单元和升降驱动单元，其中控制单元、升降驱动单元悬装于机架的试验腔顶部，且升降驱动单元悬于被测器件正上方，用于带动压力测试单元升降；所述压力测试单元的信号传输端、所述位移测试单元的信号传输端分别与所述控制单元的信号传输端口电连接，而所述的升降驱动单元的控制端与所述的控制单元的信号输出端电连接。

所述固定部包括基座2和测试台3，所述基座2底部与机架的试验腔底部固接，基座的顶部安装用于固定夹持机构的测试台。

所述夹持机构5为一钳形夹具。

所述夹持机构5由一对相对布置的夹体构成，两个所述夹体相对布置并安装在测试台3侧面，两夹体的自由端留有用于夹持被测器件12的夹持区。

所述夹持机构5上增设锁定装置，用于实现夹持机构对被测器件的夹紧。

所述锁定装置包括紧固螺栓4和与紧固螺栓配合的螺母，紧固螺栓的螺纹端从设置于夹体的锁定孔穿出后螺接螺母，并通过调整螺母的螺接位置以调整两夹体之间距离。

所述压力测试单元包括测试头8、压力传感器10、弹簧9以及测试推杆6，所述测试头8与位移测试单元11的测试端相连，所述测试头的空腔内设置一弹簧9，弹簧9的下端与测试头8底部相连，上端通过测试推杆6与升降驱动单元的驱动端相连，使得测试头随测试推杆运动而纵向升降；压力传感器安装在测试头下端面上，用于与正下方的被测器件接触。

蠕变测试原理：通过控制单元输入给定测试压力，控制单元向升降驱动单元发送指令，使其控制测试推杆向下运动，当测试头接触被测器件后，测试推杆压缩测试头内弹簧，测试头底部压力传感器实时检测压力，当压力达到给定值后，测试推杆停止运动，位移传感器记录测试头位移信息，测试期间，压力传感器实时检测压力，反馈给控制单元，位移传感器实时检测位移信息，即被测器件的蠕变信息。

例如：当被测件发生蠕变时，测试头会向下发生微小的移动，位移传感器能实时检测到测试头的微小位移，获得微小位移量，根据被测件的尺寸，即可计算被测件的应变大小，获得被测件的蠕变信息。

实施例2现结合附图对本发明进行详细的说明。

图1是本发明的结构示意图。其中，所述机架1底部设有基座2，基座2上面设置测试台3；所述的测试台3上设有夹持机构5，所述的夹持机构5通过紧固螺栓4用于夹持被测器件12；所述的机架1顶部设有控制模块7，所述的控制模块7用于控制测试推杆6上下运动；所述的测试推杆6连接测试头8，所述的测试头8中间设有弹簧9，底部设有压力传感器10，测试头8与位移传感器连接11)，所述的位移传感器11可实时监测测试头位移信息。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。