[發明專利]一種檢測互連焊點熱遷移性能的裝置與方法

有效

• 申請號: 201610173135.7
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105606647B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 衛國強;漆琳;杜隆純
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20;G01N1/28
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

1.一種檢測互連焊點熱遷移性能的方法，其特征在于該方法使用檢測互連焊點熱遷移性能裝置實現，該裝置自上而下依次包括冷卻機構、上導熱板（4）、下導熱板（6）和加熱板（7），即所述冷卻機構設置在上導熱板（4）的上部，所述下導熱板（6）設置在加熱板（7）的上部；

所述上導熱板（4）與下導熱板（6）之間的空間用于放置試樣（5）；

在上導熱板（4）和下導熱板（6）的對應面上，分別對稱開設有用于埋設熱電偶探頭的溝槽（8、9）；當試樣（5）放在上導熱板（4）與下導熱板（6）之間時，該熱電偶探頭能與該試樣（5）接觸；所述熱電偶探頭通過傳輸線連接外部測溫裝置；

所述冷卻機構包括散熱片（2）、設置在散熱片（2）上部的散熱風扇（1）、設置在散熱片（2）下部的半導體制冷片（3）；所述半導體制冷片（3）與上導熱板（4）連接；

所述檢測互連焊點熱遷移性能的方法，包括如下步驟：

步驟（1）：將熱電偶探頭分別放入上導熱板（4）和下導熱板（6）的溝槽（8、9）內，并將熱電偶探頭的傳輸線連接測溫裝置；分別在上導熱板（4）和下導熱板（6）相對應的兩個表面上涂覆一層導熱硅脂，將試樣（5）放在上導熱板（4）與下導熱板（6）之間；接通加熱板（7）和散熱風扇（1）的電源；

步驟（2）：通過調節加熱板（7）的溫度控制裝置，獲得加熱板（7）所需的溫度；通過調節散熱風扇（1）的轉速調節裝置，以調節風扇的風量大小，通過風量大小來改變試樣（5）冷熱端所需的溫度，根據焊點高度得到需要的溫度梯度；

步驟（3）：開始對試樣（5）的熱遷移性能進行測試。

2.根據權利要求1所述檢測互連焊點熱遷移性能的方法，其特征在于，步驟（3）所述開始對試樣（5）的熱遷移性能進行測試，是通過切片分析焊點界面IMC的生長變化、顯微組織演變以及拉伸試驗，得到焊點界面IMC的生長速率以及最大剪切應力，從而判斷互連焊點的熱遷移性能。

3.根據權利要求2所述檢測互連焊點熱遷移性能的方法，其特征在于，試樣（5）的制備步驟為：

（1）將兩片金屬基板進行表面處理；

（2）將其中一片經過表面處理的基板表面除了待焊區之外，其余部分涂上阻焊劑；

（3）將釬料球置于兩片金屬基板的待焊接區，并將兩片厚度為所需焊點高度的玻璃片置于兩片金屬基板之間，然后通過夾持部件緊固兩片金屬基板；

所述玻璃片用于維持焊點高度一致，該玻璃片的厚度即是焊點的高度；

（4）將步驟（3）中緊固的兩片金屬基板放入預先設定溫度的回流焊爐中進行釬焊，釬焊結束后，待冷卻至室溫，松開兩片金屬基板的夾持部件，得到試樣（5）。

4.根據權利要求3所述檢測互連焊點熱遷移性能的方法，其特征在于，所述釬料球選用不同材質的無鉛釬料或者不同材質的有鉛釬料，以檢測不同材質的金屬基板與釬料組合的焊點的熱遷移性能數據。

5.根據權利要求4所述檢測互連焊點熱遷移性能的方法，其特征在于，所述用于埋設熱電偶探頭的溝槽（8、9）的長度，是上導熱板（4）或下導熱板（6）長度的二分之一。

6.根據權利要求4所述檢測互連焊點熱遷移性能的方法，其特征在于，

所述加熱板（7）為電加熱板，其設有溫度控制裝置。

7.根據權利要求4所述檢測互連焊點熱遷移性能的方法，其特征在于，

所述散熱風扇（1）設有轉速調節裝置。