CN103962680B - 钎焊接头电迁移实验装置以及搭建方法 - Google Patents

Abstract

钎焊接头电迁移实验装置，属于材料连接技术领域，此装置为两排栅栏式接线端子平行放置，根据接头的长度和实验所需样品的数量选择连接两排端子的铜棒长度和所需的端子数量，根据顺序导通的原理依次将引脚焊接牢固，所选铜棒数量为2，用选定好的两根铜棒利用端子上自制铜垫片和螺丝固定好平行放置的两排端子。样品使用端子上铜垫片和螺丝平行固定在两排端子中间位置，结合上步已经完成的引脚的焊接就可以将大量的接头同时接通电流。以上就完成了一个电迁移装置的搭建。本发明能够控制钎焊接头电迁移实验的数量和时间。实现钎焊接头批量、高效的完成电迁移实验。

Description

钎焊接头电迁移实验装置以及搭建方法

技术领域

本发明为一种新的钎焊接头电迁移实验装置，属于材料连接技术领域，适用于进行钎焊接头的大批量电迁移实验，应用于微电子连接电学的可靠性研究。该装置可以控制钎焊接头电迁移实验的数量和时间，降低电迁移实验中所需的电源数量及实验时间。实现钎焊接头批量、高效的完成电迁移实验。

背景技术

微电子连接在电子产品中起机械连接和电气连接的双重作用，连接接头的可靠性决定了电子产品的服役寿命，因此微电子连接的力学、热学以及电学的可靠性研究一直备受关注。尤其是在欧盟正式批准WEEE和RoSH指令，强制要求在欧洲市场上销售无铅电子产品以来，更是激起了工业界和科学界对于无铅钎料焊接接头可靠性的广泛研究。电子产品制造商关注无铅焊点的可靠性评价，研究者更为关注无铅焊点的失效机理。

可靠性研究的关键问题之一就是钎焊接头焊点的电迁移现象。电迁移就是指当电流流经焊点时，金属原子发生迁移的一种物理现象。金属原子的不断迁移会引发焊点的一些缺陷，如原子的堆积、裂纹和气孔的形成，而且能促进晶须的生长，这些缺陷的存在会增加电路短路和断路的隐患，使得焊点的可靠性急剧降低，所以对于焊点电迁移现象的研究越来越受到了学者的关注。在进行电迁移实验时需要完成电迁移的实验装置，这类装置主要应该满足一下要求，首先为了节省电源的使用，电迁移装置应该具有批量进行电迁移实验的能力；其次，电迁移是一项比较耗费时间的实验，为了节约时间电迁移装置应该具有可拆卸的功能已满足能够在不同的时间段自由拆卸和更换样品，保证实验的流畅性。

目前相关研究和文献所使用的电迁移装置通常都是根据研究者自身需求自行设计，并没有相应的行业标准。比如对于研究少数几个样品焊点的电迁移现象通常都是使用只能够安装一个样品的实验装置，然而如果使用上述的电迁移装置研究大量的接头在不同电迁移时间后的力学性能就需要很多的实验装置同时进行实验，很大成多上阻碍了实验的顺利进行。

发明内容

本发明的目的是克服上述电迁移实验装置功能单一，实验周期长，不能批量实验的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案。

1、钎焊接头电迁移实验装置，其特征在于，此装置为两排栅栏式接线端子平行放置，将连接的两排栅栏式接线端子的其中任意一排以下简称为A的第一个引脚预留连接电源的一极，将和其相对的另一排栅栏式接线端子以下简称为B的第一个引脚和B的第二个引脚使用尖嘴钳打弯使其接触，使用电烙铁和焊丝将其焊接牢固，再将A的第二个和第三个引脚焊接牢固，根据顺序导通的原理依次将两排端子引脚焊接牢固；每排栅栏式接线端子包括多个端子，多个端子通过上下两片铜垫片连成一体，并且每个端子通过螺母固定在铜垫片上；

将两根铜棒相互平行并垂直于两排栅栏式接线端子安置在上下两片铜垫片中间位置，上部垫片能上下活动，以方便不同尺寸的样品的固定，铜垫片中间打孔，使用螺丝固定好上下垫片使铜棒牢固；样品种类为棒状或片状的搭接或对接接头，按照固定铜棒的方式将样品固定在两排端子之间。

2、应用权利要求1所述搭建上述钎焊接头电迁移实验装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作栅栏式接线端子；

(2)根据实验所需样品的数量组装接线端子，根据样品长度制作同等长度2根铜棒，使用铜棒配合端子上的螺丝和垫片固定好两排接线端子的首尾；

(3)将连接的两排栅栏式接线端子的其中任意一排以下简称为A的第一个引脚预留连接电源的一极，将和其相对的另一排栅栏式接线端子以下简称为B的第一个引脚和B的第二个引脚使用尖嘴钳打弯使其接触，使用电烙铁和焊丝将其焊接牢固，再将A的第二个和第三个引脚焊接牢固，根据顺序导通的原理依次将两排端子引脚焊接牢固。

本发明中铜棒和样品尺寸的匹配，栅栏式接线端子的制作和引脚的焊接固定是搭建电迁移实验装置的关键点。铜棒起到了固定两排接线端子的作用，铜棒的长度要与样品的长度匹配以便更好的完成样品在电迁移装置上的安装。栅栏式接线端子的制作和引脚的焊接固定是本发明的关键，在焊接固定前一定要设计好样品连接的通道，保证电流能够通过所有的样品，然后再焊接固定接线端子的引脚。本发明的优点在于该装置可以控制钎焊接头电迁移实验的数量和时间，降低电迁移实验中所需的电源以及实验时间。实现钎焊接头批量、高效的完成电迁移实验。

附图说明

图1：电迁移实验装置俯视图；

图2：电迁移实验装置正视图；

图3：单个接线端子俯视图；

图4：单个接线端子正视图；

图中1-铜棒，2-引脚，3-焊膏，4-螺母，5-铜垫片，6-端子壳体。

具体实施方式

钎焊接头电迁移实验装置，其特征在于，此装置为两排自制栅栏式接线端子平行放置，根据接头的长度和实验所需样品的数量自由选择连接两排端子的铜棒长度和所需的端子数量，将连接牢固的两排端子的第一个引脚预留连接电源的一极，将和其相对的第一个引脚和同侧的第二个引脚使用尖嘴钳打弯使其接触，使用电烙铁和焊丝将其焊接牢固，再将第一个引脚同侧的第二个和第三个引脚焊接牢固，根据顺序导通的原理依次将引脚焊接牢固。所选铜棒数量为2，截面积为3mm×3mm，长度根据接头长度选定，将铜棒安置在两块加工好的导电导热性良好的铜垫片中间位置，上部垫片是可以上下活动的，以方便不同尺寸的样品的固定，铜垫片中间打孔，使用螺丝固定好上下垫片使铜棒牢固。样品种类为棒状或片状的搭接或对接接头，按照固定铜棒的方式将样品固定在两排端子之间。结合上步已经完成的引脚的焊接就可以将大量的接头同时接通电流。以上就完成了一个电迁移装置的搭建，将此装置接入电源后检测此装置是否已经有电流的流通，如果发生断路使用电流笔检测断路的位置，然后重新连接直到此装置有电流的流通。为了方便进行不同时间的电迁移实验同时又不损害已经搭建装置，需要搭建足够数量的电迁移装置，不同电迁移时间的样品安置在不同的电迁移装置中，方便电迁移实验过程中随时可以取下其中一个装置中的样品进行实验。电迁移过程中会产生大量的热量，为了克服过热的问题，端子壳体使用耐高温塑料进行制作，螺丝和垫片使用铜制作，以满足良好的导热导电性。

搭建上述电迁移实验装置的方法，其特征在于，采用的设备包括可拆卸栅栏式接线端子、电烙铁及焊丝、尖嘴钳、电流笔、铜垫片、耐高温塑料壳体等,包括以下步骤：

(1)制作栅栏式接线端子，此种端子是可拆卸的，端子如图4所示；

(2)根据实验所需样品的数量组装接线端子，根据样品长度制作同等长度的截面积为3mm×3mm的铜棒，使用铜棒配合端子上的螺丝和垫片固定好两排接线端子的首尾。

(3)将连接牢固的两排端子的第一个引脚预留连接电源的正极或者负极，将和其相对的第一个引脚和同侧的第二个引脚使用尖嘴钳打弯使其接触，使用电烙铁和Sn-3.0Ag-0.5Cu焊丝将其焊接牢固，再将第一个引脚同侧的第二个和第三个引脚焊接牢固，根据顺序导通的原理依次将引脚焊接牢固。

(4)为了方便进行不同时间的电迁移实验同时又不损害已经搭建装置，需要搭建足够数量的电迁移装置，不同电迁移时间的样品安置在不同的电迁移装置中，方便电迁移实验过程中随时可以取下其中一个装置中的样品进行实验。两个装置之间通过连接线进行连接。

以下内容结合附图具体阐述本发明的实施方式，本发明的栅栏式接线端子连接的数量根据实验过程所需样品数量确定，如1-10个均可。

连接两排接线端子的铜棒一定要求表面平整，清洗干净。连接时一定要固定好两端使其不能够左右晃动。

焊接接线端子的引脚时要使用电烙铁和焊丝，首先操作人员一定要经过专业的培训后才能够进行焊接以免发生危险，焊接时需要分别焊接引脚的内测和外侧，以保证引脚能够正常的通过加载的电流。引脚全部焊接完成后将样品以此通过带有铜垫片的螺丝固定在两排接线端子之间以完成装置的搭建。

装置搭建完成后使用连接线将装置接入电源，接通电源检测电流是否能够顺利的流经所有样品，如有断路使用电流笔检测断路位置重新进行连接直到电流能够顺利流通，即完成电迁移实验装置的搭建。

Claims (2)

1.钎焊接头电迁移实验装置，其特征在于，此装置为两排栅栏式接线端子平行放置，将连接的两排栅栏式接线端子的其中任意一排以下简称为A的第一个引脚预留连接电源的一极，将和其相对的另一排栅栏式接线端子以下简称为B的第一个引脚和B的第二个引脚使用尖嘴钳打弯使其接触，使用电烙铁和焊丝将其焊接牢固，再将A的第二个和第三个引脚焊接牢固，根据顺序导通的原理依次将两排端子引脚焊接牢固；每排栅栏式接线端子包括多个端子，多个端子通过上下两片铜垫片连成一体，并且每个端子通过螺母固定在铜垫片上；

将两根铜棒相互平行并垂直于两排栅栏式接线端子安置在上下两片铜垫片中间位置，上部垫片能上下活动，以方便不同尺寸的样品的固定，铜垫片中间打孔，使用螺丝固定好上下垫片使铜棒牢固；样品种类为棒状或片状的搭接或对接接头，按照固定铜棒的方式将样品固定在两排端子之间。

2.搭建如权利要求1所述钎焊接头电迁移实验装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制作栅栏式接线端子；

(2)根据实验所需样品的数量组装接线端子，根据样品长度制作同等长度2根铜棒，使用铜棒配合端子上的螺丝和垫片固定好两排接线端子的首尾；

(3)将连接的两排栅栏式接线端子的其中任意一排以下简称为A的第一个引脚预留连接电源的一极，将和其相对的另一排栅栏式接线端子以下简称为B的第一个引脚和B的第二个引脚使用尖嘴钳打弯使其接触，使用电烙铁和焊丝将其焊接牢固，再将A的第二个和第三个引脚焊接牢固，根据顺序导通的原理依次将两排端子引脚焊接牢固。