[发明专利]一种用于测量CGA植柱工艺焊柱拉脱载荷及焊点剪切性能的气压传动辅助装置

说明书

一种用于测量CGA植柱工艺焊柱拉脱载荷及焊点剪切性能的气压传动辅助装置，它涉及一种利用气缸的气压传动装置，具体涉及一种用于测量焊柱拉脱载荷及焊点剪切性能的气压传动辅助装置。本发明为解决现有拉拔测试PCB板夹持不平、焊柱易受机械损伤、焊柱不能保证完全垂直向上、匀速匀力拔出、不能测试较大直径焊点的剪切问题。本发明包括载物台组件、定位板组件、定位挂架组件、推拉力计组件、夹具体组件、推刀组件、底板与顶板组件和立板组件，所述定位挂架组件安装在所述顶板组件的方形沟槽孔槽孔中，所述载物台组件安装在所述定位板组件中并依靠所述动力装置（气缸）实现垂直匀速向上向下运动。本发明属于电子产品领域。

技术领域

本发明涉及一种利用气缸的气压传动装置，具体涉及一种测量CGA焊柱拉脱载荷及剪切性能的气压传动装置，属于电子产品领域。

背景技术

CGA互连是指在焊料球中，通过相关的植柱设备将焊柱植入钎料球内；该互连形式的特点是利用焊柱代替了10Sn90Pb高Pb焊料柱，一定程度上减少了对环境的污染；此外，CGA互连有利于提高封装密度且力学性能、散热及电气性能更优，在服役过程中也可以通过焊柱的变形来释放部分应力，故而在微电子封装领域应用广泛。

利用精密微型台钻进行CGA植柱工艺时，钎料与焊柱的连接强度至关重要；它直接决定了CGA互连的力学性能，也在一定程度上间接反映了界面层的状况，所以很有必要测量二者连接强度；目前现有测量焊柱拉脱载荷及焊点剪切强度的原理，测量焊柱的拉脱载荷采用传统的小型台虎钳、WJJ-01推拉力计钳口夹具和SF-200数显推拉力计测量，具体操作是将台虎钳固定在桌面，利用其钳口夹紧PCB板两侧面，将推拉力计钳口夹具通过螺纹连接固定在推拉力计上，利用推拉力计钳口夹具夹住焊柱，然后垂直向上进行拉拔测试；测量焊点的剪切强度一般利用实验室的专用剪切测试仪，根据焊点直径大小设置好相应推刀位移、推刀速度和推刀高度，剪切完毕后，剪切测试仪屏幕上显示出剪切强度大小。目前该类装置存在下列问题：

(1)利用台虎钳口夹紧厚度约为2.0mm的PCB侧面，很可能夹持PCB板发生倾斜而使焊柱不能被垂直拔出；

(2)焊柱质软，利用钳口夹具夹紧面比较粗糙，夹持焊柱时会严重损伤焊柱；

(3)利用相关钳口夹具夹持焊柱夹持力有限，经相关实验验证最大夹持力约为126N，这样不能测试连接强度较高的拉拔测试且夹持焊柱可能出现晃动；

(4)利用推拉力计钳口夹具夹紧焊柱过程中很可能会对焊柱产生触碰或夹紧力对焊柱/钎料界面影响较大，并且拉拔测试过程中是靠手工进行操作的，难以保证用均匀力和垂直力将焊柱拔出焊点，这样对测量焊柱的拉拔强度产生很大的负面影响。

(5)测量焊点的剪切强度，实验用的剪切仪针对直径不超过1.0mm的焊点，剪切仪不适合稍大焊点的剪切，否则会超出其量程进而损伤推刀；实验室用的剪切仪多为专用，原理是通过电脑编程来控制推刀前后运动，非气压液压传动，因此功能单一，本发明装置还可用来测量焊点的剪切位移。

发明内容

本发明是在利用微型精密钻床对焊点进行植柱的基础上，为解决现有利用小型台虎钳、推拉力计钳口夹具和专用剪切仪等设备测量焊点的拉脱载荷和剪切强度存在的PCB板不水平导致焊柱不能被垂直向上拔出、难以保证均匀力拔出焊点、不能测量连接强度较高与稍大直径的焊点、焊柱及焊柱/钎料界面的机械损伤和夹持焊柱出现微晃动等致命缺点，进而提出一种利用气缸实现气压传动测量CGA/钎料焊点的拉脱载荷及剪切强度、剪切位移。