1334485 9_06月02曰修正替換頁f 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於衝擊測試微電子内連線之領域，更明 確地說’係有關於用來測試該微電子内連線之衝擊性質之 設備。 【先前技術】 現今消費者可購得曰益增加之行動裝置，例如行動電 話、行動媒體播放器以及筆記型電腦。因此，當一種裝置 從，例如，靜態使用變為可攜式時，其所承受的使用條件 會有非常大的變化，例如桌上型電腦。行動裝置較有可能 遭受來自衝擊之震動以及出於其不同使用環境之多樣的熱 操作條件。瞭解到此點，微電子產業已採用某些標準來度 量各種微電子零組件，例如印刷電路板（pCB)及其所安裝 之零組件，然而在此類情況下仍反應良莠。 該等標準之一範例是JEDEC標準（JESD22Bin)，其 能夠檢定受到衝擊測試之零組件—電路板内連線。但是， JEDEC測試要求將該零組件組裝至一 pcB上當僅只為了 測試目的時，這是一個不符合成本效益的操作。至於測試， 至少有兩個原因造成不傾向使用目前產業實行的利用標準 球狀壓接端切變強度測試機（ball shear teste〇之錫球剪切 (solder ball shearing)。首先，該球狀壓接端切變強度測試 機因為其低切變速度而無法有效誘發預期之故障測試模 式。再者，當使用例如Charpy或Izod測試機等標準衝擊 7 1334485 ___ ' 9時06月02曰修正替換頁, 測試機時’微小的錫球樣品是一種挑戰，因為其尺寸及構 形妨礙精確的故障特性描述，這源於該等測試機缺乏足夠 的測試解析度。 在PCB零組件的例子中，Siviou等[焊錫及焊點之動 態特性(Dynamic Properties of Solders and Solder Joints)，物理期刊 iv france 1 10 (2003)]，描述利用 instron 負載機器來研究不同應變率對PBC焊點之影響的實驗。該 焊點’由錫球組成，係經接著至一聚合物基材之銅墊上。 在該研究中，一黃銅片以特定速度衝擊該錫球，並紀錄需 要用來剪切該錫球之負載。但是，切變速度在稍稍超過1 m/s時達到巔峰，表示此研究中所達到的切變速度範圍是 相當受限的。 更近期，Date等[焊點之衝擊可靠度（Impact Reliability of Solder Joints)，2004 電子零組件及技術研討 會，2004]描述一種焊點用之機械測試設備。該機械測試係 利用擺鎚衝擊測試來執行，其中該擺槌的設定使該測試的 切變率範圍可在0.1 mm/s — 1.4 m/s間。將該焊點之破壞能 (fracture energy)視為與該擺鍵衝擊該焊點後動能的減少 相等。但是，Date等所述方法的缺點在於只提供破壞能， 而沒有測量破壞強度之資訊。此外，將該擺鎚之（預期）動 能減少視為該焊點之破壞能的正確性是值得懷疑的，因為 動能的改變可能是由其他損失所致，除了衝擊該焊點時所 逸失的能量之外，這樣的損失例如該擺鎚的振動以及熱和 聲音所產生的損耗。 8 1334485 _6月02曰修正替換頁f 除了上述發展，仍有對於一種與恭 裡微電子内連線衝擊測試 機之需要，其能夠產生預期故障測4 ^
武模式以提供定量且準 確的測量’不止關於破壞能，並且A 也關於微電子内連線之 破壞強度。也希望提供一種衝擊測竚地 J式機，透過該測試機可 輕易地再現尺寸和構形微小之測試媒 依00的結果。此外，也 希望提供一種符合成本效益的測試槐 叫機，其也可為微電子產 業商用化以大規模使用。 為了解決上述問題並滿足上述 i由要，根據本發明提供 具有根據申請專利範圍獨立項之牲外, I特徵之衝擊測試機。 【發明内容】 根據本發明，該用於測量受到衝擊之微電子 擊特性之微衝擊測試設備包含一樣品基座，用以容納欲測試 之樣品，以及一衝擊裝置。該衝擊裝胃+ λ 年衣1，根據本發明之一實 施態樣，包含-衝擊頭組件、一支撐構件、至少一連接件以 及H曲彈簧。該支樓構件與該連接件連接而使該第 一脊曲彈箸之一端牢固地與該支撐構件連結，而其另一端牢 固地與該連接件連結。該衝擊*筈山占么 ^ 竿扳置也包含一第二彎曲彈簧， 其中該連接件與該衝擊頭組件連社 、结，以使該第二彎曲彈簧之 一端牢固地與該連接件連結，而A ⑽— 旳其另一端則牢固地與該衝擊 頭组件連結。該第二f曲彈簧關於該第一弯曲彈簧之配置使 得當該等f曲彈簧處於無載狀態下時，該第一及第二弯曲彈 簧之端點可界定出一矩形。 根據本發明之一第二實栋能样 I施瘧樣，該用於測量受到衝擊 9 9卿6月02曰修正替換頁 之微電子樣品的衝擊特性 座，用以容納欲測試之樣。 *丨試設備包含一樣品 包含-衝擊頭組件、—二擊裝置。該衝擊裝 其一端與該支撐構件連結，而 及至少一第一臀曲彈箸 一側連結。該衝擊裝置也包人其另一端與該衝擊頭纟且件之 實質上與該第一彎曲彈簧：3至少-第二彎曲彈簧，其至 結，而其另-端與該衝擊頭組件？其-端與該支擇構件 與其第一側相對。 第〜側連結。該第二側 【實施方式】 該衝擊頭組件，根據上 例’可相對於該第—及第1 ^ (自恭 —聲曲彈簧沿著一彈簧負載^ (負載位置）及其衝擊位置間之一 夏線橋向移動。此外，今 品基座與該衝擊裝置對 ° 接"。 對準因此該測試樣品基座中之該 樣如係設置在該衝擊頭組 Μ 衝擎位置上。這使該衝擊i 件可在從該負载位置.VU装4 A + /Q著該直線朝其衝擊位置前進後為 地衝擊該樣品。該直線運動是重專的 劫疋窒要的，以讓該衝擊頭組>( 釋放後提供該測試樣品所需 π落之精確剪力。該衝擊頭组件二 線運動也是必須的，以使續測試Μ供7 士 使这測忒叹備可在尺寸及構形微， 測試樣品上執行測試。 此外，使用上述包含該彎曲彈簧的配置之另—個4 在於該等彎曲彈簧無摩擦力，提供該衝擊頭組件無振動: 性運動’並且當S置成與該支樓構件呈直角s&置時，其J 高剛性。 基 置 9 第 少 連 係 施 置 樣 試 組 準 在 直 的 勢 線 有 10 1334485 9_06月02曰修正替換頁 關於上 一和第二彈 長度彼此不 到相同的線 在本發 試設備更包 該第一和第 第一及該第 接件及該衝 另一實 曲彈簧。在 構件連接， 該第一彎曲 端點在該第 該第三弯曲 一矩形。該 件可沿著該 實質上彼此 頭組件之一 看時（上視） 叠。在該微 此重疊之關 中，該等彎 但是， 地實施例，應注意到並不總是需要形成由該第 餐之端點界定出之矩形。若平行的對應彈署之 同，仍可藉由改變彈篑特性，例如剛度，來達 性致果’即，該衝擊頭組件精確的線性運動。 月之進一步實施例中’如上所述之該微衝擊測 含—第三及一第四彎曲彈簧，其至少實質上與 —弯曲彈簧相同。該第三及第四彎曲彈簧以與該 —變曲彈簧相同的方式分別與該支撐構件、該連 擊碩組件連結。 施例中’上述微衝擊測試設備僅包含一第三彎 此實施例中，該第三彎曲彈簧之一端與該支撐 而該彎曲彈簧之另一端與該連接件連接，以與 彈簧相同的方式。該第一及該第二彎曲彈簧之 二彎曲彈簧之一端界定出一矩形，而該第二和 彈簧之端點在該第二彎曲彈簧之相反側界定出 等彎曲彈簧之特性係經設計以確保該衝擊頭組 直線移動。在上述之任一實施例中，可以至少 重疊之關係將該等彎曲彈簧一起設置在該衝擊 側。也就是說，當朝該衝擊頭組件之行·進方向 ’該等彎曲彈簧看起來如同至少實質上彼此重 衝擊測試設備之該等彎曲彈簧以至少實質上彼 係設置在該衝擊頭組件之一側之上述實施例 曲彈簧可與單一個連接件連接。 在本發明之另一個例示實施例中，該設備可進 11 1334485 _ 9_06月02曰修正替換頁f 一步包含第二組彎曲彈簧。該第二組彎曲彈簧之每一個彎 曲彈簧至少實質上與該第一彎曲彈簧相同。該第二組彎曲 彈簧在該衝擊頭組件之實質上相反的一側與另一個連接件 連接。如上所述，該第二組彎曲彈簧之該等彈簧，在該衝 擊頭組件之相反側，係以至少實質上彼此重疊的關係配 置，當朝該衝擊頭組件之行進方向看時。在本發明之這些 實施例中，該衝擊頭組件兩側之該等彎曲彈簧之配置可有 利地與該直線對稱。換句話說，該第二組彎曲彈簧之配置 實質上反映該第一組彎曲彈簧之配置。 在這方面，應注意到可將「實質上相反」一詞視為該 第一及第二組彈簧可以是，如所述般，鏡像，即，安置為 分開1 8 0度。但是，也可將該詞視為表示該兩組彈簧係分 開一特定角度，造成該兩組彈簧與做為原點之衝擊頭組件 間之徑向關係，當朝該線性運動方向看時。 或者，在兩組彈簧將該衝擊頭組件分別與其兩侧之連 接件連接之實施例中，該等彈簧在相反側之配置也可以是 不對稱的。 此時，應注意到在前面任一實施例中，或如下實施例 中，彎曲彈簧一詞表示該彈簧關於本設備作用的方式，即， 透過沿著單一線之線性方向振動。該彎曲彈簧之線性運動 係單方向的沿著該單一線，以該彎曲彈簧在釋放後沿著該 方向從該負載位置（伸縮狀態）至該無載位置（非伸缩狀態） 線性地移動的方式。 因此，該彎曲彈簧可以是，但不限於，平板（單片）彈 12 1334485 _ 簧（flat spring)、葉片彈簧（leaf spring)或凹 口彈簧（n〇tch spring)。凹口彈簧可以是沿其周邊具有似楔形特徵或部分 切除特徵之平板彈簧，例如。當該凹口彈簧伸縮時，該似 換形的部份可能延展或壓縮成偏移狀態，而只在釋放後才 回到其原始狀態。一彎曲彈簧的意義也延伸至包含，例如， 滿足根據本發明之衝擊測試設備之衝擊頭組件之彈性要求 之彈性桿（flexible beam)。 該微衝擊測試設備之上述實施例之衝擊頭組件包含— 負載構件、一蕊心棒（core rod)、 一荷重元（load cell)、以 及一撞擊頭。可利用該蕊心棒以同軸配置方式將該荷重 元、該負載構件及該撞擊頭彼此連接，而使該配置沿著該 衝擊頭組件預定行進之線性移動線延伸。 上述實施例之撞擊頭適於在衝擊時於該微電子測試樣 品上施加剪力。在其他實施例中，該撞擊頭也可適於施加 其他指向力以模擬不同的故障模式。在這方面，除了施加 剪力外’若適宜五妥善施加的話’該撞擊頭也可在該測試 樣品上施加’例如拉力（為一拉伸強度測試）或誘發脊曲力 矩（為一彎曲測試）。 根據本發明之進一步實施例，該支撐構件具有通孔在 其中，其中該蕊心棒延伸通過其間並從該通孔垂直向外伸 出。該蕊心棒之伸出端包含一活塞，以（在適當時）輔助該 蕊心棒之手動。該黑心棒可進一步由一壓縮彈簧或一拉伸 彈簧支撐，其中該壓縮/拉伸彈簧係同軸裝設在該蕊心棒 位於該通孔内的部分上’使得該彈簧的一端與該支樓構件 13 9_06月02日修正替換頁f 連結’而該彈*的另-端則與該蕊心棒連結。 該壓縮彈筈)β ^ 了由一圓柱狀轴環促動β該圓柱狀軸環的 半仫比該滅心锋的大，而使得，多，該通孔之内壁部分 和該圓枉狀軸環H . . %間可以滑動接觸。該圓柱狀軸環係經配置 為毗鄰該衝擊頭級件頂端並與該蕊心棒同#，因此當該蕊 心棒升起時會而 机 穿過該通孔直到其接觸到固定的壓縮彈 黃處。在接觸到— J該壓縮彈簧後，該蕊心棒任何進一步的 移會讓該圓柱狀鉍 軸環壓縮該壓缩彈簧。在本發明之此實施 例中提供此種壓编+ 縮或拉伸彈簧，以進一步在將該揸擊頭從 其負載位置釋敌時増加其速度。 在荷重過程勘„ , ^ ^ 朋間，整個衝擊頭組件，包含該撞擊頭、 何重兀及負載構侏 ^ 動期間，盘該衝整 蕊心棒沿著該直線移動。在移 衝擊頭组料回1 =件連結之該等^曲彈簧偏移而將該 位置。在需㈣外加速的實施例 或杈伸彈簧可以如下方式併入。 壓縮 组件 如包含一麼縮彈簧之上述實施例，當該衝擊頭 開=負載位置，同轴配置在該蕊心棒上之圓柱狀轴環 豸壓缩彈簧’因此創造出更多位能，其可在釋放 擊頭組件時轉換為動能。 該荷重元感應器係一轉換器，其將力轉換成為可量 二電輪出。雖然有各式不同的荷重元，可在本設備中二 缩何重7L。自是’取代壓縮荷重元，可使用多種力轉換 】如壓電轉換器和應變計（strain gauge)，例如。在此 14 1334485 9時06月02曰修正替換頁, 方面’取決於所使用的力量測裝置類塑，該感應器可直 設置在該衝擊頭組件上或設置在別處。 在另—實施例中，該微衝擊測試設備更包含一線性 動變壓器（LVDT)感應器。該LVDT感應器係植入在該支 構件中。其係經配置而園柱地與該通孔之内壁部分連結 且與該支撐構件之通孔同軸排列。如此’該蕊心棒可以 頂多’與該LVDT感應器之内表面滑動接觸。該LVDT 應器提供關於該蕊心棒位移的數據，其轉而可用來判定 衝擊頭組件之速度及加速度。 LVDT通常係由一主要電磁線圈、一第二電磁線圈 及坐落在需測量位置之物件（蕊心棒）上之活塞組成。在 設備中，該蕊心棒的位移使該第二線圈相對於該主要線 之相互感應^變，因此由該主要線圈在該第二線圈上感 出之相對電壓也會改變。這使該蕊心棒（及所連結之衝擊 組件)的位移 < 以被精確地測量。除了使帛LVDT來測量 蕊心棒的位移之外，也可使用磁阻（magnet〇 、 學式三角量測（opticaHrianguUHon)、光電、位移、超 波、及可變電組技術感應器，例如。 ^ 〆步實施例中，該微衝擊測試設備更 在本發明之退 含藉由一導引構件裝設在該支推構件上之速度控制塊。 速度控㈣之精碟位置使其實質上位於沿著肖該蕊心 (因此，該衝擊頭組件）相同的移動直線上。該速度控制 具有-連:结工具以』可釋放方式’連結至該蕊心棒從 支撐構件之通孔向外伸出之部分’ 1明確地’至位於頂 接 差 撐 感 該 以 本 圈 應 頭 該 光 音 包 該 棒 塊 該 上 15 1334485 _6月02曰修正替换買 之該活塞。這使該速度控制塊可以喃合該蕊心棒之頂端伸 出部分，因此抓住該蕊心棒及位於負載位置上之整體衝擊 頭組件，直到準備好釋放以達到衝擊位置為止。該蕊心棒 之伸出部分頂端，如前所述般可包含一活塞。當該衝擊頭 組件位於該負載位置時，該活塞作用以輔助該蕊心棒與該 速度控制塊間之連結及分離。 該導引構件提供沿著該直線之該速度控制塊之調整， 因此’調整該彎曲彈簣與該衝擊頭組件有關之形變程度。 這轉而改變該衝擊頭組件之位能。所用之導引構件可以是 滑軌或滑槽系統，只要其容許該速度控制塊可沿著該直線 移動即可。 在包含該速度控制模組之實施例中，該連結工具可以 :’但不限於，機械螺絲、失鉗裝置或磁鐵。該磁鐵可以 疋電礎鐵形式，其分 利用電流之開啟和關閉來啟動和停 Jh 0 “ 基所有前述實施例皆包含本設備用之樣品基座。該樣品 座包含一樣品失钳裝置、一安裝板及一可三維移動之台 座。马1 h Μ戈裝板係裝設在該可移動台座上。在該安裝板上方 固定右 νΛ 有讀樣品失鉗萝窨，以夹往測試樣品。該台座（因此該 χ 之位置可利用Χ、γ和Ζ方向各一個之三個千分尺在 和2軸上準確調整。也吁藉由併入一樣品—夾鉗裝 > 思 °整該測試樣品上之衝擊肖度，該裝置關於一特定角 度0熒轉。 發明之進一步實施例中，該微衝擊測試設備之樣 16 1334485 99^06月02曰修正替換頁 品基座更包含 其組合物。該 品之精破定位 置。 在該微衝 含一測試樣品 適於大範圍改 °C 至 1 0 0 °c 範 如上所述 到衝擊之微電 一樣品基座， 衝擊裝置包含 曲彈簀，其一: 組件之第一側 簧，其至少實 支撐構件連結 該第二側實質 該衝擊頭 彈簧負載位置 移動。該樣品 在該衝擊頭組 放時從該負載 該樣品上。 根據本發 一顯微鏡或一電荷耦合元件（CCD)攝影機 顯微鏡提供該樣品基座中非常微小的測試 之監控及檢查，以提供應撞擊之確切衝擊 擊測試設備之又另一實施例中，該設備更 /JBl度變更元件。該測試樣品溫度變更元件 變該測試樣品週遭環境的溫度例如在— 圍内》 ，根據本發明之第二實施態樣，用於測量 子樣品的衝擊特性之該微衝擊測試設備包 用以谷納欲測試之樣品，以及—衝擊裝置。 一衝擊頭組件、—支撐構件以及至少一第一 瑞與該支撐構件連結，而其另一端與該衝擊 連結。該衝擊裝置也包含至少一第二彎曲 質上與該第一彎曲彈簧相同，並且其一端與 ，而其另一端與該衝擊頭組件之第二側連結 上與其第一側相對。 組件’根據本發明之此實施態樣，可沿著 和一衝擊位置間之直線關於該彎曲彈簧橫 基座與該衝擊裝置對準，因此該樣品係設 件之衝擊位晉μ λ. 7* « 置上’而使該衝擊頭組件能夠在 位置沿著該直&朝其衝擊&置前進後衝擊 明之此實施雜掸々沐 態樣之進一步實施例，該設備 或 樣 位 包 可 40 受 含 該 彎 頭 彈 該 向 置 釋 在 可 17 1334485 _ 9_06月02曰修正替換頁f 進一步包含額外的偶數個實質上相同的彎曲彈簧。該等偶 數個彎曲彈簧以與該第一及第二彈簧相同的方式與各自的 結構構件連結，因此有同樣數量的彎曲彈簧連結在該衝擊 頭組件兩側。 在一例示實施例中，可以並列方式將該等彎曲彈簧配 置在該衝擊頭組件兩側上，即，該等彈簧可位於單一平面 上。或者，該衝擊頭組件兩側之該等彎曲彈簧可以至少實 質上彼此重疊的關係配置，當朝該衝擊頭組件之行進方向 看時。 應進一步注意到為了使該衝擊頭組件可以沿著該直線 移動，該微衝擊測試設備之該等彎曲彈簧，根據上述之本 發明之第二實施態樣，在其縱方向上應具有些許彈性。或 者，該等彎曲彈簧可與該支撐構件及/或該衝擊頭組件連 結，以確保該等彎曲彈簧的長度改變，在其收縮時發生， 會產生。這可在，例如，該衝擊頭組件含有可滑動支撐該 等彎曲彈簧之凹槽時達成。 一般來說，應進一步注意到本發明之一基本特徵在於 提供一微衝擊測試設備，其中該衝擊頭組件以確保該衝擊 頭組件在其彈簧負載位置和其衝擊位置間之精確直線移動 的方式利用彎曲彈簧懸吊。雖然至此已經描述過根據本發 明之微衝擊測試設備之不同的具體實施例，但應了解實現 上述要求之其他實施例也落在本發明之範圍及精神中。 做為範例，關於本發明之第一實施態樣所述之該等彎 曲彈簧不一定要相同。例如，一彎曲彈簧可比另一彎曲彈 18 1334485 9時06月02曰修正替換頁, 簧長 用在 吊系 方式 能位 配置 以及 生。 範例 及其 視為 例。 包含 一衝 荷重 上， 所有 以產 一速 C形支撐構件7及 1 ^ l形叉得構件7 擊頭組件.1 1 2 »該衝擊通知杜丨〗〇 a入 1罕碩組件112包含一撞擊頭2、 。與該等背曲彈簧有關之特性應該… 本發明草此眚 · 疋為彼此設計以利 '、二實施例中使用之所有彎曲彈簧 統破伴續#f救 坪黃所成之懸 保这衝擊頭組件之線性移動。 也應注意到所右p .+. n , 配置。-垂直： 施例皆可以垂直或水平 &置會疋在該衝擊頭組件從較高重力位 移至較低重力位能位置時 t # ^ 町〜用重力效應者。在水平 ’’’、作用’而所需之位能僅由該等彎曲彈簧 應用時，合併其㈣縮(或拉伸則的效果產 如下附圖，和本發明 ，可進-步輔助對於 及該等實施例之 各種實施例之了解 ':據本發明之該微衝擊測試設備 將本發明限制在：；；：，：應將該等圖式及實施例 你尸^不實施例令之元素。 下面描述包含參老 寸圖之本發明之各種實施例之範 樣品基座1 2、1 3、14和1 5， 兀5 ' -負載構件4及一蕊心棒8。安裝在該組件"2 明確地說在該蕊心棒上，的是活塞32,其存在於下面 實施例令。 該實施例也包含四個彎曲彈箐1〇1、1〇2、1〇3和1〇4 ’ 生該等移動零組件，即，該衝擊頭組件H2之衝擊能。 度控制塊9係女裝在該c形支撐構件7上並用來在 19 1334485 _ 9_06月〇2日修正替換頁f 該設備之負載期間將該活塞3 2保持定位，該速度控制塊9 能夠釋放該活塞32，因此，該衝擊頭組件112。該速度控 制塊9在該支撐構件7上的高度可利用一滑動導引11來調 整。該速度控制塊9包含一連結機構10，其能夠固定該活 塞32，並在之後將其釋放。將該速度控制塊9裝設在該滑 動導引11上允許該等彎曲彈簧101、102、103和104所承 受的形變程度能夠經由該速度控制塊9的高度來控制。該 速度控制塊9之高度改變符合釋放該衝擊頭組件112前該 等彎曲彈簧101、102、103和104所提供之位能變化。 如上所述，第1圖之實施例也包含該樣品基座1 2、1 3、 14和15。該樣品基座12、13、14和15包含一台座14、 一樣品夾鉗裝置12、一安裝板13及三個千分尺。該台座 14可在三個軸上移動，以進行樣品的位置調整。該樣品夾 鉗裝置12係牢固地安裝在該安裝板13上。該安裝板13 轉而安裝在該台座14上。可利用在X、Y和Z方向上之三 個千分尺15來準確調整該台座14的位置。 也可藉由併入能夠關於一特定角度0旋轉之樣品基座 來調整衝擊該樣品的角度。在進一步的例示實施例中，可 為精確的樣品對準而併入一顯微鏡（未示出）。在此種實施 例中，可設置該顯微鏡以監控兩個方向上的對準，其一是 從該設備前方（即，沿著該彎曲彈簧的長度）及/或從側邊 (即，沿著該彎曲彈簧之寬度）。 第2圖示出本發明之一例示實施例之側視圖，其中該 衝擊頭組件112藉由一連接件2 00，間接，與該C形支撐 20 1334485 9卿6月02曰修正替換頁 構件7連接。該等彎曲彈簧102和103將該衝擊頭組件112 之一側與該連接件200連接。如上所述，該衝擊頭组件Π2 之撞擊速度主要係由該等彈簧1〇1、102、103和1〇4控制。 在荷重過程期間，如上所述，該衝擊頭組件11 2係朝 向該速度控制塊9移動。在該衝擊頭組件112之移動及隨 後將該活塞32連結至該速度控制塊9期間’該等彎曲彈簧 102和103朝移動方向偏斜。因此，彎曲彈簧1〇2和103 的偏斜使該衝擊頭組件112往上及往内朝該連接件200移 動（即，沿著該等彎曲彈簧的長度往内）。因而，該連接件 200也朝該衝擊頭組件112之上述移動方向行進。該等彎 曲彈簀101和104之一致的向上偏斜使該連接件2〇〇朝該 衝擊頭組件1 1 2移動（即，沿著該等彎曲彈簧的長度往外）。 因此’該連接件200之往外移動及該衝擊頭組件n2 之往内移動（其中兩個移動等速發生）產生互補效應，其在 該衝擊頭組件112在該中立平衡位置（無載狀態）至該承載 位置間往上移動時將其保持在單一平面上（保持一直線）。 該衝擊頭組件112之撞擊速度也可藉由如所示般在該 C形支樓構件7之通孔内嵌入_壓縮彈簧16來増加。在圖 式中，該壓縮彈簧1 6係與該蕊心棒8同軸安裝β該蕊心棒 8可與該壓縮彈簧16滑動接觸。該壓缩彈簧之預載可由一 螺絲塊（screw block) 17調整。當該衝擊頭組件U2朝該速 度控制塊9移動時’該壓縮彈簧16會被一圓杈狀轴環18 壓縮’其係與該品心棒8同神安裝，並且可存在於先前及 之後的實施例中，以發揮在此所述之作用。該壓縮彈箸16 21 9時〇6月〇2曰修正替換頁『 產4 王之額外位能會加入該衝擊頭組件112已經獲得之位能 釋放時，由該壓縮彈簧16所產生之額外位能會轉變為 番入 能，因而將該撞擊頭2沿一線性路徑發送，以撞擊受測 之埤點樣品。 本實施例之C形支撐構件7也包含一通孔，其内配置 有 〜LVDT感應器6。上述壓縮彈簧1 6、螺絲塊1 7和蕊心 # 8的配置係在該通孔中實行。該蕊心棒8通過該壓縮彈 替 1 16 ’並且在該通孔中與該蕊心棒8的一部分同軸配置之 感應器6從該通孔頂端伸出》大約在該通孔的一半 處 ’存在有一壓縮特徵，其中該壓縮係直徑縮減的階段特 徵 °該通孔之直徑縮減的部分（其較靠近該速度控制塊9 那〜側的開口）足夠讓該蕊心棒可以，頂多，與該LVDT感 應器6滑動接觸。該LVDT感應器6係沿著該通孔之直徑 維滅部分的内壁設置，並且可以，頂多，與該蕊心棒8滑 動接觸。 第3圖示出第2圖之另一種例示實施例之側視圖，其 中該衝擊頭組件112利用單一個彎曲彈簧1〇2直接與該連 接件200連接。該C形支撐構件7 —般在該c形的自由端 處具有往内彎折的部分。該往内彎折部分的折彎程度，如 在該等實施例中所示者，實質上，但不限於，與直角相等。 該等彎曲彈簧101&104係在這些往内彎折部分處與該匸形 支撐構件7連接’並且另一端與該連接件2〇〇連接。該等 彎曲彈簧101&104係以類似方式連接，因此該等寶曲彈簧 彼此平行。該第三彎曲彈簧1〇2的配置也與前述彈簧 22 1334485
_月〇2曰修正替換胃 101&104平行。至於該三個彎曲彈蒉1〇1、1〇2&1〇4的長 度，其係等長的。但是，如上所述，每一個彈簧的長度可 根據每一個個別彈簧之剛度特性改變，只要最终結果可讓 該衝擊頭組件112以前述線性方式移動即可。 本實施例之移動基本上與前述者類似。當該衝擊頭組 件上112上升至負載位置時，該衝擊頭組件ιΐ2會傾向於 以弧形方式移動，因此該組件丨丨2和該連接件間的距離縮 短。此移動在該彈簧102往上彎曲並朝向該c形支撐構件 7之上水平部分折彎時發生。 但是，該衝擊頭組件112的上升也同時造成該連接件 200的上升。因為該連接件2〇〇的向上移動該等彈普1〇4 和1 0 2也往上彎曲，批士 + & η Λ „ ^成該連接件200和該非直接連結的 衝擊頭組件112朝外移動，如上所述者。 因此，雖然該衝擊頭組件112和該連接件2〇〇間的距 離在該向上移動期間縮短，但是該連接件2〇〇和該C形支 撐構件7之垂直部分間的距離同步增加，#，該連接件往 外移動…個移動合併會互相抵消，而使該衝擊頭組件 112維持在單一垂直平面卜田+ 十面上因此，該組件112的移動及 該組件在該負載位置至号·衝盤#里 罝主a衝擊位置間的移動皆為線性。 第4圖係該衝擊測試設備之進一步實施例之說明 中該四對脊曲彈脊101、102、103&104，在該衝擊頭组件 112相反側，#具角度的支樓構件_連接。基本上可將 該具角度的支樓構件彻想像為兩個連接在―起的c 樓構件或是-個倒轉的U形支揮構件3〇,其關於—中心轴 23 1334485 9卿6月02日修正替換] 側向彎折而形成一個V形，若從上平面看的話，例如。第 4圖實施例中所示之v形角度係直角（90度）。但是，在其 他實施例中’該角度可在〇度至180度範園内改變。 每一對彎曲彈簧101、102、103和1〇4皆位於其各自 的水平面内，即，每個平面至少有兩個彆曲彈簧，配置在 該組件1 1 2的兩側。換句話說，該等彎曲彈簧在該組件11 2 相反側之配置基本上可以是第一組彎曲彈簧的鏡像。該等 彎曲彈簧對102&103，例如，係與該衝擊頭組件112之負 載構件4連結。其餘的彎曲彈簧對則將該連接件200與該 具角度之支撐構件400連接。 第5圖示出本發明之第一實施態樣之進一步例示實施 例。在此例示實施例中，該衝擊頭組件丨丨2之相反侧透過 兩個連接件200間接與一倒轉u形支撐構件30連接。在 此例示實施例中，該衝擊頭組件1 12包含該負載構件4、 該荷重元5、該揸擊頭2及該蕊心棒8。該負載構件4的兩 個相反端透過四對彎曲彈簧1〇1、1〇2、1〇3&1〇4與該兩個 連接件2 0 0連結’其係位於該衝擊頭組件丨丨2的相反側。 該等彎曲彈簧102&103相對於該負載構件的配置與第1和 2圓者相同。該連接件2〇〇係透過另兩對彎曲彈簀1〇1 &1〇4 與該倒轉U形支撐構件3〇連接。該等彎曲彈簧對ι〇1、 102、103 & 104及連接件200關於該衝擊頭組件112之配置 及對準使得該等彎曲彈簧1〇丨、102、1〇3&1〇4和該等連接 件200相對於該線性位移路徑對稱。基本上，前述實施例 中之該等f曲彈簧的配置可在該衝擊頭组件112之兩側實 24 1334485 _ 99#06月02日修正替換頁, 施，以直接相對或彼此之間呈現一個角度的方式。 在該衝擊頭組件1 1 2荷重期間，該蕊心棒8會往上移 動，因而使彎曲彈簧102和103朝向該速度控制塊9偏斜。 該速度控制塊 9可以兩種方式與該衝擊頭組件連結。首 先，可沿著該滑動導引1 1調整該速度控制塊9以接觸該活 塞32，或者，在第二種情況中，將該活塞32往上朝向該 速度控制塊9的位置拉。在兩種方法中，當該活塞32接觸 到該速度控制塊9時，可用該連結工具10將該活塞32固 定在該預定高度直到釋放為止。本實施例中之連接件的效 果與上述者相同。當該蕊心棒朝向該速度控制塊9的位移 足夠時，並且該螺絲塊17提供該壓縮彈簧16任何預負載 時，該圓柱狀軸環18會進一步作用而壓縮該壓縮彈簧16, 以提供該衝擊頭組件11 2額外的位能。 第6圖係該衝擊測試設備之第二實施態樣之一實施例 之說明之側視圖，其中該衝擊頭組件1 1 2之相反側直接與 該倒轉U形支撐構件30連接。如先前在第1一 5圖中所示 之實施例般，該衝擊頭組件1 1 2、該蕊心棒8和該速度控 制塊 9之連結/分離工具之對準係垂直並且在同一直線 上。在此例示實施例中，該負載構件4透過彎曲彈簧對1 0 1 直接與該倒轉U形支撐構件30連結。該等彎曲彈簧101 係以非剛性的滑動方式與該負載構件4連结，因此當該衝 擊頭組件112荷重時，該等彎曲彈簧101之端點部分滑進 該負載構件4内。換句話說，該負載構件4可具有一小凹 槽，而該彎曲彈簧之該端點設置在其中以便滑動，例如。 25 1334485 9卿6月02日修正替換頁 或者，該彎曲彈簧101可以是容許相當程度的彈性應 變存在之材料。換句話說，該彎曲彈簧ι〇ι，除了在橫向 上（寬度方向）有彈性外，也可在縱向上（長度方向）有彈性。 第7圖係第6圖之進一步實施例之側視圏，其具有兩 對-曲彈簧1〇1、102,每一對的一端與該衝擊頭組件"2 的相反側連結，而另-端直接與該倒_ u形支撐構件3〇 連結。如上所it’該荷重過程維持與第6圚所述之實施例 相同。構成第6圖和第7圖實施例間之差異之特徵是 ::的f曲…02的存在，其將該負載構件4與該倒轉 一 #構件30連接。該額外的彎曲彈簧1〇2以與第一 彎曲彈簧101類似的平行方式與該負载構件4連結 =二衝擊測試期間—焊點受到該撞擊頭2之撞 樣〇α固疋組件包含一基座固定塊12a月一 + 1 2 b。該測試綠σ 2 失甜構件 忒樣时3可由該螺絲12c固定 頭2以第7圖所示方向線性移動時，备该揸擊 施加在該測試樣品3上。 M相同方向 第9A~~ 9C @係該基材及撞擊頭 改變，以激發各種故障模式。第9“示出〗：：能配置及 何，在進一步督竑仅丨Λ π、* 出这撞擊頭2如 樣。°3之強度。在所示實施例中，該撞擊頭之測試 於一共同的對稱線往外延伸之手臂。 I含兩個關 二3 個基材，並且該衝擊係由該:二？品(錫 #扎引針對該下方基材，而頂上的 之兩個 該測試樣品在故产恭ΑΛ / 材則被固定。這佶 在故障發生前承党均勻的拉伸狀態。 &使 26 1334485 9辦6月02曰修正替換頁『 第9B圖 例。在此特定 因此，此實施 般需要兩個手 第9C圖 試之範例。在il 同時，該底基 施力方向通過 此，這造成該 用第9A圖實 前述彎曲測試 第1 0圖示 實施例之衝擊 徑400微米6 有機基材上組 品之剪力速度 U)和（b)比樣J 已在前面 述。並不意欲 切形式下，並 展出。傾向於 【圖式簡單說 第1圖不 係如何實施一拉伸測試之進一步例示實施 實施例中’在該下基材之一側施加衝擊力。 例中之撞擊構件（未示出）不會如先前實施例 臂。 係利用本發明之衝擊測試設備實施一彎曲測 七實施例中，該撞擊頭2在該上基材上施力。 材也有至少兩個施力，而使得該上基材上之 施加在該底基材的兩個施力方向之間。因 測試樣品3固定在其上之基材的彎曲。可使 施例所用之撞擊頭來衝擊該底基材，當實施 時。 出多種錫基焊料合金經受使用第2圖所示之 試時之負載對時間作圖。該等樣品係由直 勺錫球安裝在具有有機表面保焊（〇SP)處理之 成。利用該微衝擊測試設備施加至各測試樣 是600 mm/s。第10圖所示結果顯示出樣品 & (c)— (e)更具延展性。 為例示及描述目的提出對於各實施例之敘 過於巨細靡遺或將本發明限制在所揭示之確 且顯然地，許多修飾及變異可根據本揭示發 由隨附申請專利範圍來界定本發明之範圍。 明】 出根據本發明之微衝擊測試設備之透視圖， 27 1334485 9_06月02曰修正替換頁, 含有一樣品基座、一 C # * # μ « 9 撐構件及一衝擊頭組件； 第2圖示出第1圖 _ ^mμ ^ ^ j不實施例之側視圖，其中該衝 a , ^ 直接與該c形支撐構件連接； 第3圖示出第2圖之另— 呤俺戡飞〜 例示實施例之側視圊，其中 該衝擊頊組件利用單—個弯 年曲彈簧直接與該連接件連接； 第4圖係該衝擊測試 两之另一個貫施例之說明，其 中該等彎曲彈簧將該衝擊頭 頌組件連接至一具有角度的支撐 構件； 第5圖係如第4 衝擊頭組件兩側透過 形支撐構件透過該連 圖所示者之另一例示實施例，其中該 相隔180。之彎曲彈簧間接與倒轉的u 接件以對稱方式連接； 第6圖係本發明之第二實施態樣之一實施例，其具有 兩個f曲彈簧，每-個之—端與該衝擊頭組件之相反側連 結，且另一端直接與該倒轉U形之支撐構件連結； _第7圖係本發明之第二實施態樣之圖解之側視圖，如 同第6圖所不者，除了轉而使用兩對彈簧來將該倒轉廿形 之支撐構件直接與該衝擊頭組件連接； 第8圖示出在衝擊測試期間被該衝擊頭組件撞擊前的 測試樣品（焊點）； 第9A — 9C圖係該基材及揸擊頭之分別的可能配置及 改變’以激發各種故障模式； 第10圖示出多種錫基焊料合金經受使用本設備之衝 擊測試時之負載對時間作囫。 28 1334485 9_06月02曰修正替換頁, 【主要元件符號說明】 2 撞擊頭 3 樣品 4 負載構件 5 何重元 6 感應器 7、 30 ' 400 支 8 蕊心棒 9 速度控制塊 10 連結機構 11 滑動導引 12 樣品夾鉗裝置 12a 基座固定ΐ 12b 夾鉗構件 12c 螺絲 13 安裝板 14 台座 15 千分尺 16 壓縮彈簧 17 螺絲塊 18 轴環 32 活塞 1 12 衝擊頭組4 101 、102 、 103 、 104 彎曲彈簧 200 連接件 撐構件 29