为了将夏比冲击试验应用于小型试样，例如，电子封装中的单个BGA或单个倒装芯片焊球接头，其焊球直径为760~1 000μm，我们搭建了微型夏比冲击试验机用于测试这些焊球与其基板的键合性质[4-7]，如图11.9所示。图11.9微型夏比冲击试验机照片微型夏比冲击试验机已被用于研究焊接到BGA基板上焊球的冲击韧性。图11.10所示为沿焊料凸点与金属间化合物相间界面脆性断裂的SEM照片。......
2023-06-20
使用微型夏比冲击设备进行跌落试验
【摘要】：我们需使用微型夏比冲击设备进行跌落试验，并测量水平跌落和垂直跌落时的Δt。为此，主要的改变是将标准跌落试验中的大型印制电路板的弯曲振动转移到夏比冲击设备上梁或臂的弯曲振动。进行测试的一种方式是使用具有相同构造的另一个臂来替换刚性墙，即具有摆锤和加速度传感器的臂。图11.15台式跌落设备图11.16将刚性墙更换为另一个臂的跌落设备因此，冲击试验是自由下落的相反过程。
我们需使用微型夏比冲击设备进行跌落试验，并测量水平跌落和垂直跌落时的Δt。为此，主要的改变是将标准跌落试验中的大型印制电路板的弯曲振动（频率和振幅）转移到夏比冲击设备上梁或臂的弯曲振动。铰接梁的振动将产生水平跌落和垂直跌落所需的加速度，因此应使用与聚合物基印制电路板相似的材料制成臂，使杨氏模量和密度与标准试验几乎相同，进而使基本振动模式与标准试验相同。单个倒装芯片及其封装模块可安装在摇臂端部的摆锤上。臂的一端铰接，另一端的摆锤和上面的试样可自由摆动。当摆锤撞击最低位置处的固定壁并且臂产生振动时，它对附着的试样产生与标准试验相同的效应。为测量扭矩，我们需要区分水平跌落和垂直跌落，芯片尺寸封装将以其表面与摆锤摆动方向平行的方式附着在摆锤上，如11.6.2节中所述。
为了实现从高度0.82m（接近3 ft，这是家用餐桌的典型高度）的地方自由下落，我们可搭建一个具有0.41 m长的臂的台式机器，并且将臂从垂直位置高度为0.82 m的地方施放，如图11.15所示。在臂的末端，我们可添加一个摆锤和一个加速度传感器，并在最低位置处建立刚性墙。当摆锤撞击墙壁时，臂产生振动。此外，我们可通过改变摆锤的质量来改变臂的振幅。
进行测试的一种方式是使用具有相同构造的另一个臂来替换刚性墙，即具有摆锤和加速度传感器的臂。换句话说，测试中有两个臂：一个是摆臂，另一个是自由悬挂的臂，且它们都是铰接的。我们让前者击中后者，使其在冲击中保持动量守恒，如图11.16所示。此外自由悬挂臂可作为摆臂铰接，但它也可以被固定。具有一端固定臂的优点是：我们可以在试样中搭建监测电路用于原位测量由冲击引起的失效。
图11.15 台式跌落设备
图11.16 将刚性墙更换为另一个臂的跌落设备
因此，冲击试验是自由下落的相反过程。在摆臂中，基板和焊球的速度从v变化到零，且在冲击后的自由悬挂的臂中，其基板和焊球的速度从零变化到v。在自由落体中，速度变化在垂直方向；然而在冲击试验中，速度变化在水平方向。动量守恒确保冲击试验中的速度变化Δv与自由落体中的相同。为测量Δt，我们可将加速度传感器放置在摆锤上。
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2023-06-20
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2023-06-20
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2023-06-21
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2023-06-28
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