[实用新型]热-电-力耦合场粘塑性材料蠕变测试系统

说明书

本实用新型提供一种热‑电‑力耦合场粘塑性材料蠕变测试系统。所述热‑电‑力耦合场粘塑性材料蠕变测试系统包括拉伸机，上传力杆件和下传力杆件，在所述上传力杆件和下传力杆件之间设有高低温环境试验箱；上传力杆件和下传力杆件在所述箱体内的末端均相对设置有绝缘夹持端，两所述绝缘夹持端用于夹持测试件，所述导电环通过电流引线连接电流源，所述上传力杆件上临近绝缘夹持端设有力传感器。与相关技术相比，本实用新型提供的热‑电‑力耦合场粘塑性材料蠕变测试系统通过对试件同时施加热场、电场和力场，实现了对电子封装材料在真实极端工作状态下蠕变性能观测。

技术领域

本实用新型属于电子封装材料力学性能测试技术，涉及-50℃～300℃温度条件下电子封装材料中将被广泛应用的无铅焊料热-电-力多场耦合测试技术，具体涉及热-电-力耦合条件下粘塑性无铅焊料的蠕变行为测试技术。

背景技术

电子封装技术在电子产品中起着至关重要的作用。电子封装结构中的互连焊点是微电子芯片的关键部位，不仅为芯片和基板提供了机械支持，更是电气连接和散热的重要途径。高性能电子产品一般含有成千上万个焊点，关键位置的单个焊点失效，有可能导致整个电子芯片的功能丧失。在某种意义上，互连焊点力学性能可靠性决定了整个电子产品的使用可靠性。

焊点的蠕变是无铅焊点可靠性问题的主要来源之一，而温度、电流、和应力是造成这些可靠性问题的直接原因，由于受到实验条件制约，目前许多研究工作仅针对单场或者两场作用下无铅焊点的蠕变性能进行研究，但互连焊点在服役时蠕变变形过程中经常受到温度、电流、磁场等多物理场的共同作用。随着人们对集成电路芯片超细间距的不断追求，无铅焊点所承受的热学、电学及力学载荷越来越高，这对无铅焊点力学性能提出了更为严苛的要求。热-电-力耦合条件下无铅焊点抗蠕变性能是无铅焊料基本力学性能指标之一，对满足电子产品使用条件下可靠性要求具有重要意义。而已有测试方法大多局限于热-力或电-力的两场耦合作用，尚未实现多场耦合测试系统，所以现在缺乏一种测试和观测粘塑性材料在热-电-力耦合作用下蠕变行为的测试系统。

实用新型内容

鉴于上述测试技术所存问题，本实用新型提出一种针对-50℃～300℃环境下无铅焊料的热-电-力多场耦合测试系统，复现无铅焊料真实工作环境，对未来绿色电子封装材料在极端工作环境下蠕变性能进行有效评估，以实现测试精度高，测试环境灵活可调，适用范围广，测试成本低等优点。

本实用新型的目的在于提供一种热-电-力耦合场粘塑性材料蠕变测试系统，包括拉伸机，所述拉伸机由两横梁及两纵梁围合形成的框架结构，在其框架结构的内部中心位置，连接上横梁的为上传力杆件，连接下横梁的为下传力杆件，在所述上传力杆件和下传力杆件之间设有高低温环境试验箱，所述上传力杆件和下传力杆件贯通所述高低温环境试验箱；上传力杆件和下传力杆件在所述箱体内的末端均相对设置有绝缘夹持端，两所述绝缘夹持端用于夹持测试件，并在所述测试件上临近两绝缘夹持端的位置均设有导电环，所述导电环通过电流引线连接电流源，所述高低温环境试验箱的两侧面均设有温控管，所述上传力杆件上临近绝缘夹持端设有力传感器。

优选的，两所述绝缘夹持端与上传力杆件和下传力杆件通过阶梯状细齿咬合。

优选的，所述绝缘夹持端由加成型室温硫化硅橡胶或双酚A型环氧树脂材料制成。

优选的，上传力杆件上临近高低温环境试验箱的外侧设有第一橡胶密封圈，下传力杆件上临近高低温环境试验箱的内侧设有第二橡胶密封圈，所述第一橡胶密封圈和第二橡胶密封圈用于密封上传力杆件和下传力杆件贯通高低温环境试验箱的开孔。

优选的，所述导电环由抗高温导电胶均与缠绕形成。

优选的，所述电源引线外部采用采用高硅氧玻璃纤维纱绕包和耐高温涂覆层涂覆。