釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置，屬于材料連接【技術(shù)領(lǐng)域】，此裝置為兩排柵欄式接線端子平行放置，根據(jù)接頭的長(zhǎng)度和實(shí)驗(yàn)所需樣品的數(shù)量選擇連接兩排端子的銅棒長(zhǎng)度和所需的端子數(shù)量，根據(jù)順序?qū)ǖ脑硪来螌⒁_焊接牢固，所選銅棒數(shù)量為2，用選定好的兩根銅棒利用端子上自制銅墊片和螺絲固定好平行放置的兩排端子。樣品使用端子上銅墊片和螺絲平行固定在兩排端子中間位置，結(jié)合上步已經(jīng)完成的引腳的焊接就可以將大量的接頭同時(shí)接通電流。以上就完成了一個(gè)電遷移裝置的搭建。本發(fā)明能夠控制釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和時(shí)間。實(shí)現(xiàn)釬焊接頭批量、高效的完成電遷移實(shí)驗(yàn)。
【專利說(shuō)明】釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種新的釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置，屬于材料連接【技術(shù)領(lǐng)域】，適用于進(jìn)行釬焊接頭的大批量電遷移實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用于微電子連接電學(xué)的可靠性研究。該裝置可以控制釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和時(shí)間，降低電遷移實(shí)驗(yàn)中所需的電源數(shù)量及實(shí)驗(yàn)時(shí)間。實(shí)現(xiàn)釬焊接頭批量、高效的完成電遷移實(shí)驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]微電子連接在電子產(chǎn)品中起機(jī)械連接和電氣連接的雙重作用，連接接頭的可靠性決定了電子產(chǎn)品的服役壽命，因此微電子連接的力學(xué)、熱學(xué)以及電學(xué)的可靠性研究一直備受關(guān)注。尤其是在歐盟正式批準(zhǔn)WEEE和RoSH指令，強(qiáng)制要求在歐洲市場(chǎng)上銷售無(wú)鉛電子產(chǎn)品以來(lái)，更是激起了工業(yè)界和科學(xué)界對(duì)于無(wú)鉛釬料焊接接頭可靠性的廣泛研究。電子產(chǎn)品制造商關(guān)注無(wú)鉛焊點(diǎn)的可靠性評(píng)價(jià)，研究者更為關(guān)注無(wú)鉛焊點(diǎn)的失效機(jī)理。
[0003]可靠性研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一就是釬焊接頭焊點(diǎn)的電遷移現(xiàn)象。電遷移就是指當(dāng)電流流經(jīng)焊點(diǎn)時(shí)，金屬原子發(fā)生遷移的一種物理現(xiàn)象。金屬原子的不斷遷移會(huì)引發(fā)焊點(diǎn)的一些缺陷，如原子的堆積、裂紋和氣孔的形成，而且能促進(jìn)晶須的生長(zhǎng)，這些缺陷的存在會(huì)增加電路短路和斷路的隱患，使得焊點(diǎn)的可靠性急劇降低，所以對(duì)于焊點(diǎn)電遷移現(xiàn)象的研究越來(lái)越受到了學(xué)者的關(guān)注。在進(jìn)行電遷移實(shí)驗(yàn)時(shí)需要完成電遷移的實(shí)驗(yàn)裝置，這類裝置主要應(yīng)該滿足一下要求，首先為了節(jié)省電源的使用，電遷移裝置應(yīng)該具有批量進(jìn)行電遷移實(shí)驗(yàn)的能力；其次，電遷移是一項(xiàng)比較耗費(fèi)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)，為了節(jié)約時(shí)間電遷移裝置應(yīng)該具有可拆卸的功能已滿足能夠在不同的時(shí)間段自由拆卸和更換樣品，保證實(shí)驗(yàn)的流暢性。
[0004]目前相關(guān)研究和文獻(xiàn)所使用的電遷移裝置通常都是根據(jù)研究者自身需求自行設(shè)計(jì)，并沒(méi)有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。比如對(duì)于研究少數(shù)幾個(gè)樣品焊點(diǎn)的電遷移現(xiàn)象通常都是使用只能夠安裝一個(gè)樣品的實(shí)驗(yàn)裝置，然而如果使用上述的電遷移裝置研究大量的接頭在不同電遷移時(shí)間后的力學(xué)性能就需要很多的實(shí)驗(yàn)裝置同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，很大成多上阻礙了實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服上述電遷移實(shí)驗(yàn)裝置功能單一，實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)，不能批量實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案。
[0007]1、釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，此裝置為兩排柵欄式接線端子平行放置，將連接的兩排柵欄式接線端子端子的其中任意一排以下簡(jiǎn)稱為A的第一個(gè)引腳預(yù)留連接電源的一級(jí)，將和其相對(duì)的另一排柵欄式接線端子以下簡(jiǎn)稱為B的第一個(gè)引腳和B的第二個(gè)引腳使用尖嘴鉗打彎使其接觸，使用電烙鐵和焊絲將其焊接牢固，再將A的第二個(gè)和第三個(gè)引腳焊接牢固，根據(jù)順序?qū)ǖ脑硪来螌膳哦俗右_焊接牢固；每排柵欄式接線端子包括多個(gè)端子，多個(gè)端子通過(guò)上下兩片銅墊片連成一體，并且每個(gè)端子通過(guò)螺母固定在銅墊片上；
[0008]將兩根銅棒相互平行并垂直于兩排柵欄式接線端子安置在上下兩片銅墊片中間位置，上部墊片能上下活動(dòng)，以方便不同尺寸的樣品的固定，銅墊片中間打孔，使用螺絲固定好上下墊片使銅棒牢固；樣品種類為棒狀或片狀的搭接或?qū)咏宇^，按照固定銅棒的方式將樣品固定在兩排端子之間。
[0009]2、應(yīng)用權(quán)利要求1所述搭建上述釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0010](I)制作柵欄式接線端子；
[0011](2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需樣品的數(shù)量組裝接線端子，根據(jù)樣品長(zhǎng)度制作同等長(zhǎng)度2根銅棒，使用銅棒配合端子上的螺絲和墊片固定好兩排接線端子的首尾；
[0012](3)將連接的兩排柵欄式接線端子端子的其中任意一排以下簡(jiǎn)稱為A的第一個(gè)引腳預(yù)留連接電源的一級(jí)，將和其相對(duì)的另一排柵欄式接線端子以下簡(jiǎn)稱為B的第一個(gè)引腳和B的第二個(gè)引腳使用尖嘴鉗打彎使其接觸，使用電烙鐵和焊絲將其焊接牢固，再將A的第二個(gè)和第三個(gè)引腳焊接牢固，根據(jù)順序?qū)ǖ脑硪来螌膳哦俗右_焊接牢固。
[0013]本發(fā)明中銅棒和樣品尺寸的匹配，柵欄式接線端子的制作和引腳的焊接固定是搭建電遷移實(shí)驗(yàn)裝置的關(guān)鍵點(diǎn)。銅棒起到了固定兩排接線端子的作用，銅棒的長(zhǎng)度要與樣品的長(zhǎng)度匹配以便更好的完成樣品在電遷移裝置上的安裝。柵欄式接線端子的制作和引腳的焊接固定是本發(fā)明的關(guān)鍵，在焊接固定前一定要設(shè)計(jì)好樣品連接的通道，保證電流能夠通過(guò)所有的樣品，然后再焊接固定接線端子的引腳。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該裝置可以控制釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和時(shí)間，降低電遷移實(shí)驗(yàn)中所需的電源以及實(shí)驗(yàn)時(shí)間。實(shí)現(xiàn)釬焊接頭批量、高效的完成電遷移實(shí)驗(yàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1:電遷移實(shí)驗(yàn)裝置俯視圖；
[0015]圖2:電遷移實(shí)驗(yàn)裝置正視圖；
[0016]圖3:單個(gè)接線端子俯視圖；
[0017]圖4:單個(gè)接線端子正視圖；
[0018]圖中1-銅棒，2-焊膏，3-引腳，4-螺母，5-銅墊片，6-端子殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0019]釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，此裝置為兩排自制柵欄式接線端子平行放置，根據(jù)接頭的長(zhǎng)度和實(shí)驗(yàn)所需樣品的數(shù)量自由選擇連接兩排端子的銅棒長(zhǎng)度和所需的端子數(shù)量，將連接牢固的兩排端子的第一個(gè)引腳預(yù)留連接電源的一級(jí)，將和其相對(duì)的第一個(gè)引腳和同側(cè)的第二個(gè)引腳使用尖嘴鉗打彎使其接觸，使用電烙鐵和焊絲將其焊接牢固，再將第一個(gè)引腳同側(cè)的第二個(gè)和第三個(gè)引腳焊接牢固，根據(jù)順序?qū)ǖ脑硪来螌⒁_焊接牢固。所選銅棒數(shù)量為2，截面積為3mmX 3mm，長(zhǎng)度根據(jù)接頭長(zhǎng)度選定，將銅棒安置在兩塊加工好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性良好的銅墊片中間位置，上部墊片是可以上下活動(dòng)的，以方便不同尺寸的樣品的固定，銅墊片中間打孔，使用螺絲固定好上下墊片使銅棒牢固。樣品種類為棒狀或片狀的搭接或?qū)咏宇^，按照固定銅棒的方式將樣品固定在兩排端子之間。結(jié)合上步已經(jīng)完成的引腳的焊接就可以將大量的接頭同時(shí)接通電流。以上就完成了一個(gè)電遷移裝置的搭建，將此裝置接入電源后檢測(cè)此裝置是否已經(jīng)有電流的流通，如果發(fā)生斷路使用電流筆檢測(cè)斷路的位置，然后重新連接直到此裝置有電流的流通。為了方便進(jìn)行不同時(shí)間的電遷移實(shí)驗(yàn)同時(shí)又不損害已經(jīng)搭建裝置，需要搭建足夠數(shù)量的電遷移裝置，不同電遷移時(shí)間的樣品安置在不同的電遷移裝置中，方便電遷移實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隨時(shí)可以取下其中一個(gè)裝置中的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。電遷移過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，為了克服過(guò)熱的問(wèn)題，端子殼體使用耐高溫塑料進(jìn)行制作，螺絲和墊片使用銅制作，以滿足良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性。
[0020]搭建上述電遷移實(shí)驗(yàn)裝置的方法，其特征在于，采用的設(shè)備包括可拆卸柵欄式接線端子、電烙鐵及焊絲、尖嘴鉗、電流筆、銅墊片、耐高溫塑料殼體等，包括以下步驟:
[0021](I)制作柵欄式接線端子，此種端子是可拆卸的，端子如圖4所示；
[0022](2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需樣品的數(shù)量組裝接線端子，根據(jù)樣品長(zhǎng)度制作同等長(zhǎng)度的截面積為3mmX3mm的銅棒，使用銅棒配合端子上的螺絲和墊片固定好兩排接線端子的首尾。
[0023](3)將連接牢固的兩排端子的第一個(gè)引腳預(yù)留連接電源的正極或者負(fù)極，將和其相對(duì)的第一個(gè)引腳和同側(cè)的第二個(gè)引腳使用尖嘴鉗打彎使其接觸，使用電烙鐵和Sn-3.0Ag-0.5Cu焊絲將其焊接牢固，再將第一個(gè)引腳同側(cè)的第二個(gè)和第三個(gè)引腳焊接牢固，根據(jù)順序?qū)ǖ脑硪来螌⒁_焊接牢固。
[0024](4)為了方便進(jìn)行不同時(shí)間的電遷移實(shí)驗(yàn)同時(shí)又不損害已經(jīng)搭建裝置，需要搭建足夠數(shù)量的電遷移裝置，不同電遷移時(shí)間的樣品安置在不同的電遷移裝置中，方便電遷移實(shí)驗(yàn)過(guò)程中隨時(shí)可以取下其中一個(gè)裝置中的樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)裝置之間通過(guò)連接線進(jìn)行連接。
[0025]以下內(nèi)容結(jié)合附圖具體闡述本發(fā)明的實(shí)施方式，本發(fā)明的柵欄式接線端子連接的數(shù)量根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程所需樣品數(shù)量確定，如1-10個(gè)均可。
[0026]連接兩排接線端子的銅棒一定要求表面平整，清洗干凈。連接時(shí)一定要固定好兩端使其不能夠左右晃動(dòng)。
[0027]焊接接線端子的引腳時(shí)要使用電烙鐵和焊絲，首先操作人員一定要經(jīng)過(guò)專業(yè)的培訓(xùn)后才能夠進(jìn)行焊接以免發(fā)生危險(xiǎn)，焊接時(shí)需要分別焊接引腳的內(nèi)測(cè)和外側(cè)，以保證引腳能夠正常的通過(guò)加載的電流。引腳全部焊接完成后將樣品以此通過(guò)帶有銅墊片的螺絲固定在兩排接線端子之間以完成裝置的搭建。
[0028]裝置搭建完成后使用連接線將裝置接入電源，接通電源檢測(cè)電流是否能夠順利的流經(jīng)所有樣品，如有斷路使用電流筆檢測(cè)斷路位置重新進(jìn)行連接直到電流能夠順利流通，即完成電遷移實(shí)驗(yàn)裝置的搭建。
【權(quán)利要求】
1.釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，此裝置為兩排柵欄式接線端子平行放置，將連接的兩排柵欄式接線端子端子的其中任意一排以下簡(jiǎn)稱為A的第一個(gè)引腳預(yù)留連接電源的一級(jí)，將和其相對(duì)的另一排柵欄式接線端子以下簡(jiǎn)稱為B的第一個(gè)引腳和B的第二個(gè)引腳使用尖嘴鉗打彎使其接觸，使用電烙鐵和焊絲將其焊接牢固，再將A的第二個(gè)和第三個(gè)引腳焊接牢固，根據(jù)順序?qū)ǖ脑硪来螌膳哦俗右_焊接牢固；每排柵欄式接線端子包括多個(gè)端子，多個(gè)端子通過(guò)上下兩片銅墊片連成一體，并且每個(gè)端子通過(guò)螺母固定在銅墊片上； 將兩根銅棒相互平行并垂直于兩排柵欄式接線端子安置在上下兩片銅墊片中間位置，上部墊片能上下活動(dòng)，以方便不同尺寸的樣品的固定，銅墊片中間打孔，使用螺絲固定好上下墊片使銅棒牢固；樣品種類為棒狀或片狀的搭接或?qū)咏宇^，按照固定銅棒的方式將樣品固定在兩排端子之間。
2.應(yīng)用權(quán)利要求1所述搭建上述釬焊接頭電遷移實(shí)驗(yàn)裝置的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)制作柵欄式接線端子； (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)所需樣品的數(shù)量組裝接線端子，根據(jù)樣品長(zhǎng)度制作同等長(zhǎng)度2根銅棒，使用銅棒配合端子上的螺絲和墊片固定好兩排接線端子的首尾； (3)將連接的兩排柵欄式接線端子端子的其中任意一排以下簡(jiǎn)稱為A的第一個(gè)引腳預(yù)留連接電源的一級(jí)，將和其相對(duì)的另一排柵欄式接線端子以下簡(jiǎn)稱為B的第一個(gè)引腳和B的第二個(gè)引腳使用尖嘴鉗打彎使其接觸，使用電烙鐵和焊絲將其焊接牢固，再將A的第二個(gè)和第三個(gè)引腳焊接牢固，根據(jù)順序?qū)ǖ脑硪来螌膳哦俗右_焊接牢固。
【文檔編號(hào)】B23K3/00GK103962680SQ201410146914
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月13日
【發(fā)明者】郭福, 喬雷, 左勇, 馬立民, 舒雨田, 漢晶 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)