[发明专利]一种3D集成微系统元器件的机械试验夹具及装夹方法

说明书

本发明提供一种3D集成微系统元器件的机械试验夹具及装夹方法，在该夹具中，通过子夹具的夹持孔对待试验元器件的侧面进行挤压夹持，可有效装夹上下表面不平整的3D集成微系统元器件，解决了无法对这类器件进行装夹的问题；子夹具夹持待试验元器件后配合母夹具对子夹具的锁紧固定，可将待试验元器件的所有自由度完全锁死，只需对待试验元器件装夹一次即可通用于多试验方向的高加速离心(5000g)、振动、冲击等多种机械试验，降低了在不同机械试验中多次、反复装夹所存在的质量隐患，并提高了机械试验的效率；此外，针对不同外形尺寸的待试验元器件，设计多种具有不同形状尺寸夹持孔的子夹具便可实现该夹具对不同待试验元器件的通用，降低了试验成本。

技术领域

本发明涉及机械环境试验技术领域，特别是涉及一种3D集成微系统元器件的机械试验夹具及装夹方法。

背景技术

环境试验是一门考核产品质量与可靠性的试验技术，旨在剔除有缺陷的不合格产品，确保其质量与可靠性符合实际使用要求。作为环境试验的重要组成部分，高加速离心、振动、冲击等机械试验旨在确定产品经受力学环境的适应性以及评价其结构稳定性与完好性，是微电子元器件鉴定、批次性考核、筛选等必不可少的试验项目。

随着电子封装技术的发展，出现了3D集成微系统，3D集成微系统是融合微电子、光电子、MEMS、架构、算法五大基础要素，利用系统设计的思想并采用微纳制造工艺(芯片堆叠、TSV技术、晶圆级封装等)，将传感、通信、处理、执行、微驱动等多功能单元系统级封装集成在一起的元器件。这类器件产品基于封装或芯片堆叠技术，外部采用新型PGA(或BGA)管壳封装，在机械试验时往往需要进行多方向高加速离心、冲击和振动等。与传统PGA(或BGA)管壳不同，3D集成微系统的PGA(或BGA)封装管壳尺寸和内腔体积更大，外引脚更多、间距更小且更靠近基板边沿，管壳上下表面有光窗、散热片等凸出结构。这种非传统的外形结构，使得现有机械试验的装夹方法及夹具无法适用于这类3D集成微系统器件。

因此，提出适用于新型PGA(或BGA)封装的3D集成微系统机械试验的装夹方法，设计出合格的机械试验通用夹具，是3D集成微系统力学环境测试、试验的必要前提。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种3D集成微系统元器件机械试验通用夹具，以满足3D集成微系统元器件在机械试验中的装夹需求。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种3D集成微系统元器件的机械试验夹具，包括：

子夹具，所述子夹具的内部设有用于装夹待试验元器件的夹持孔；

母夹具，所述母夹具包括盖板及用于容纳所述子夹具的装夹盒，所述盖板与所述装夹盒配合锁死所述子夹具的所有自由度。

可选地，所述子夹具包括第一压条和第二压条，所述第一压条与所述第二压条可拆卸连接形成所述子夹具。

可选地，所述第一压条的两端设有通孔，所述第二压条的两端设有螺纹通孔，所述第一压条与所述第二压条通过两个螺钉可拆卸连接，一个所述螺钉同时穿过所述第一压条一端的通孔与所述第二压条一端的螺纹通孔，另一个所述螺钉同时穿过所述第一压条另一端的通孔与所述第二压条另一端的螺纹通孔。

可选地，所述第一压条的两端平直、中间突出，所述第二压条的两端平直、中间突出，所述第一压条与所述第二压条可拆卸连接形成所述夹持孔，所述夹持孔用于挤压固定所述待试验元器件。

可选地，所述夹持孔包括矩形夹持孔。

可选地，所述第一压条的中间突出部位的内壁上设有第一凸台，所述第二压条的中间突出部位的内壁上设有第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台位于同一水平面上，所述第一凸台与所述第二凸台相互配合对所述待试验元器件进行限位并确保所述待试验元器件保持水平。