[实用新型]一种单焊球冲击测试仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测试仪器，具体是一种单焊球焊接抗剪切强度冲击测试仪。

背景技术

球列阵广泛被应用于电子封装技术中，而球列阵与基底的封装强度是工业界普遍认可的基本标准之一。之前，为测试该强度，工业界普遍采用单焊球剪切测试来得到可靠的焊球附着强度的结果。但由于低速率剪切测试无法预测真实情况下高应变速率的撞击，后来发展为单焊球冲击测试仪，其以高速精确的特点使测试结果得到普遍认可。

现有的单焊球冲击测试仪如中国发明专利公报2009年6月10号公开的中国发明专利申请《单焊球冲击测试仪》，申请号200810184512.2，其通过使用旋转驱动机构来驱动冲击头，对试件施加高速冲击荷载，以测试部件之间连接的抗剪强度。支撑机构使冲击头与试件的一部分对准以接收测试力，并阻止冲击头和试件中的至少一个进行相对运动。旋转驱动机构在冲击头和试件之间产生冲击力，以及测力传感器接收上述方式获得的力并提供相应输出。

其组成结构如图1至图3所示，包括：

1、由调整装置611、612、613组成的对准系统XYZ工作台610，调整装置611、612、613是通过X、Y、Z三方向的三螺杆顶推各滑块来实现X、Y、Z方向的调整的；

2、由包括支撑件621、冲击头623、电机625和离合器627组成的冲击系统；

3、包括夹具641的采样平台640；

4、包括焊球位置图像监控仪的检测系统630。

采样平台640固定在XYZ工作台调整装置613的垂直竖板上并水平伸出。

使用时靠人工调节被测焊球与冲击头的冲击点高度设定。

由于该测试对起始条件的要求较为苛刻，被测焊球与冲击头的相对位置对结果的影响较大。水平面相对位置的偏斜，冲击点高度设定不当均会产生与真实情况偏离较大的结果。

由于低速冲击测试无法真实反应实际便携电子设备受冲击的状况，我们需要对芯片上的焊球进行单焊球高速冲击测试来得到关于高速冲击下焊缝的变形和开裂情况。通过使用之前已有的仪器，我们可以得到单焊球由于冲击所产生的压力变化，并由采集卡导出信号显示在计算机屏幕上。由于该冲击速度加速时间短，撞击速度高且精确，实验证明该仪器的测量结果准确，可以反应真实撞击情况。

之前的该仪器实验结果也表明，由于撞击速率高，剪切时间短，且焊球相对于整个机构较小，测试的初始状态对结果的影响十分明显。此外，由于多项设置都需要手动操作，也使得测试过程复杂且冗长，且精度较低。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的，就是提供一种可使对测试部件的冲击点高度起始条件得到比较精确设定的单焊球冲击测试仪。

实现上述目的，本实用新型采取的技术措施是：

一种单焊球冲击测试仪，包括对准系统、冲击系统、采样平台系统；所述的对准系统包括XYZ工作台，采样平台固定在XYZ工作台上水平伸出；其特征是：所述的采样平台结构为：

一上部矩形框架，其一框边固定在XYZ工作台上，其相对的框边的中间开有螺孔穿拧有夹紧螺杆，夹紧螺杆的内端连接有滑动夹紧块，滑动夹紧块的两侧以框架的另两条平行框边为导轨，螺杆滑块形成移动夹紧部件；

所述的矩形框架底部，设有两条平行于所述导轨的平行滑轨，两端分别支撑在框架的固定框边和其相对框边上，滑轨上设有滑块，滑块的中间开有垂直螺孔穿拧有顶升螺杆，顶升螺杆的顶部通过滚珠轴承连接有试件支撑平台，支撑平台处在所述导轨上并在所述滑动夹紧块的内侧；

所述的矩形框架平行导轨的内端，设有测力传感器。

在上述基础上还可以做进一步的改进：

所述的固定框边顶面上开有螺孔，用螺钉固定有芯片挡板，所述的芯片挡板为U形，开口朝向冲击头潜在运行的路径。

所述的冲击系统的支撑架上通过支架设有探针式测距传感器，其探针朝向下方指向所述矩形框架最外框边的表面抛光顶面。

所述的XYZ工作台由X、Y、Z调整装置组成，是由X、Y、Z三方向的各可控电机通过螺杆顶推各滑块来实现X、Y、Z方向的调整。

设有焊球位置图像监控仪。

设有控制器，其与测力传感器、探针式传感器、可控电机控制电路、感应电机工作电流的电压传感器、离合器的开关控制电路、感应离合器工作电流的电压传感器、焊球位置图像监控仪和X、Y、Z三方向的各可控电机有信号线或控制线电连接。