[實用新型]一種方便裝卸測試式樣的導(dǎo)電裝置及恒溫電遷移實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720363351.8
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN206696310U
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫萌萌;張柯柯;劉珊中;張萌;張超;尹丹青;于華;張建欣
• 申請（專利權(quán)）人: 河南科技大學(xué)
• 主分類號: G01R1/04
• 分類號: G01R1/04;G01R31/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)41120
• 代理人: 王學(xué)鵬

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于材料連接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種方便裝卸測試式樣的導(dǎo)電裝置及恒溫電遷移實驗裝置，應(yīng)用于微電子連接電學(xué)的可靠性研究。

背景技術(shù)

電遷移現(xiàn)象是指在電流和溫度的作用下金屬導(dǎo)線產(chǎn)生了原子遷移，產(chǎn)生區(qū)域性金屬的溶解，可引起金屬導(dǎo)線開裂，進而影響元器件的正常運作的現(xiàn)象。在電遷移發(fā)生時，金屬原子產(chǎn)生擴散和遷移，原子遷移方向與電子流動方向一致。電遷移驅(qū)動某些金屬原子從陰極一直向陽極遷移，在陰極附近逐漸形成孔洞，陽極一側(cè)產(chǎn)生大量的原子堆積，造成導(dǎo)電橫截面的減小，電遷移過程加快，最終可導(dǎo)致焊點失效。

微型化和智能化是未來電子產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢，然而電子產(chǎn)品的微型化會導(dǎo)致焊點尺寸及其間距相應(yīng)的不斷縮小，焊點可靠性問題正在引起越來越多的企業(yè)和科研工作者所重視和研究。當焊點長期承受一定的加載包括電加載、熱加載、機械加載或其綜合加載，焊點的壽命就會因此而縮短，其中電遷移可靠性問題更是近年來研究非常廣泛的領(lǐng)域。當焊點尺寸不斷減小，使得流經(jīng)焊點的電流密度會急劇增加，根據(jù)K．N．Tu教授的研究理論，電流密度很容易達到焊點發(fā)生電遷移的臨界值，即104A/cm²，但也有學(xué)者認為電流密度的臨界值為103A/cm²或更低，從而使得電遷移現(xiàn)象發(fā)生。

當流經(jīng)金屬中的電流密度較大時，電子從陰極向陽極運動與金屬原子發(fā)生碰撞，進行動量交換，金屬原子受到電子劇烈的沖擊而產(chǎn)生的力，即電子風(fēng)力。當形成的電子風(fēng)力超過靜電場力時，電子風(fēng)力就會驅(qū)使金屬原子從陰極向陽極定向擴散，于是產(chǎn)生了電遷移效應(yīng)。電遷移可使金屬原子從陰極一側(cè)向陽極一側(cè)遷移，陰極一側(cè)附近產(chǎn)生了大量孔洞，而陽極一側(cè)產(chǎn)生了大量的原子堆積，造成了焊點內(nèi)部陰極受到拉應(yīng)力，陽極受到壓應(yīng)力。電遷移發(fā)生的過程中會導(dǎo)致孔洞、裂紋等缺陷，這些缺陷的存在又加劇了電遷移效應(yīng)，最終誘發(fā)互連焊點失效。

SnAgCu釬料合金熔點約為217℃，比SnPb共晶釬料熔點高34℃，且合金具有良好的潤濕性能、較高的接頭可靠性和較好的熱疲勞抗性等優(yōu)點。SnAgCu釬料合金延展性好，強度高，焊點外觀明亮，廣泛應(yīng)用于再流焊和波峰焊中。從潤濕性、力學(xué)性能以及與其他金屬的兼容性等方面進行綜合分析，SnAgCu系釬料是目前傳統(tǒng)SnPb釬料的首選替代合金。另外，SnAgCu合金對于Pb污染不敏感，在當前無鉛過渡階段，可以很好的應(yīng)用于現(xiàn)在使用的的元器件、線路板以及生產(chǎn)裝配線上。在種類繁多的無鉛釬料之中，SnAgCu系釬料在工業(yè)生產(chǎn)中有著非常好的實用性,被認為是錫鉛釬料最可靠的替代物。

目前相關(guān)研究和文獻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，并沒有相應(yīng)的行業(yè)標準。在進行電遷移實驗時由于式樣較小，裝卡比較困難，在進行式樣更換時容易對式樣造成損傷，從而使實驗重新進行，浪費了大量時間。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種方便裝卸測試式樣的導(dǎo)電裝置及恒溫電遷移實驗裝置，該裝置克服了電遷移實驗裝置式樣裝卡困難的問題，能夠解決對式樣進行自由更換和拆卸的問題。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種方便裝卸測試式樣的導(dǎo)電裝置，所述的導(dǎo)電裝置包括由絕緣材質(zhì)制成的放置臺、兩個由導(dǎo)電材料制成的導(dǎo)體臺、設(shè)置在導(dǎo)體臺上的上導(dǎo)線壓緊絲和下導(dǎo)線壓緊絲以及用于卡緊測試式樣的卡緊器，放置臺上設(shè)有卡槽，兩個導(dǎo)體臺滑動安裝在卡槽內(nèi)，導(dǎo)體臺的上方和下方分別設(shè)有對導(dǎo)線和導(dǎo)體臺進行固定的上導(dǎo)線壓緊絲和下導(dǎo)線壓緊絲，在導(dǎo)體臺上的卡緊器內(nèi)安裝有可拆卸的式樣；導(dǎo)體臺上設(shè)有接線孔，卡緊器與接線孔通過氮化硅陶瓷片固定在導(dǎo)體臺上；導(dǎo)體臺頂部設(shè)有凹槽，凹槽處設(shè)有與接線孔相對應(yīng)的固定導(dǎo)線的卡子。

進一步的，所述的式樣為釬料與具有搭接結(jié)構(gòu)的母材焊接而成。

進一步的，所述的放置臺為絕緣陶瓷墊片。

進一步的，所述的導(dǎo)體臺上還設(shè)有墊襯片。

進一步的，一種由上述導(dǎo)電裝置構(gòu)成的釬焊接頭恒溫電遷移實驗裝置，其特征在于：包括電源裝置、導(dǎo)電裝置和溫度控制裝置，電源裝置為恒流穩(wěn)壓電源，電源裝置上設(shè)有電源手提帶、導(dǎo)線連接頭、液晶顯示面板、電流調(diào)節(jié)旋鈕和電壓調(diào)節(jié)旋鈕，電源裝置與導(dǎo)電裝置通過導(dǎo)線連接，溫度控制裝置為恒溫油浴鍋，導(dǎo)電裝置位于恒溫油浴鍋內(nèi)，恒溫油浴鍋中設(shè)有耐高溫陶瓷墊板。

進一步的，所述的導(dǎo)體臺為純銅導(dǎo)體臺，卡緊器上涂有導(dǎo)電涂層。

進一步的，所述的電源裝置的電流控制在0～100A，電壓控制在0～50V，電壓穩(wěn)定度：≤0.2%，電流穩(wěn)定度：≤0.5%，負載穩(wěn)定度：≤0.5%。