拉伸试验治具和拉伸试验系统的制作方法

本发明涉及拉伸强度检测
技术领域：
，具体而言，涉及一种拉伸试验治具和拉伸试验系统。
背景技术：
为了保证封装芯片的质量要求，特别是封装盖板与芯片的结合强度，需要对封装芯片成品进行拉力测试，以检测封装盖板与芯片的结合强度是否满足要求。现有的拉力测试方式为，选取与芯片大小相适应的螺丝钉，在芯片两面粘接固定螺丝钉，呈单点辐散型，拉力机采用上下两部钳台固定螺丝钉，进行拉伸实验，拉开封装外壳，以检验封装盖板与芯片的结合强度是否满足要求。这种拉力测试方法，由于采用螺丝钉粘接固方式，使芯片的封装盖板表面受力不均，垂直方向不统一，易导致垂直方向拉力变化量不一致，并且采用钳台夹持螺丝钉，当测试较大力值时容易滑脱，致使数据失效，无参考意义。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的包括提供一种拉伸试验治具，能够在芯片与封装盖板的拉伸测试实验中，确保施加的拉力与封装体垂直，封装体整体受力均匀，不会对封装体造成伤害。并且该拉伸试验治具不采用粘接螺丝钉的方式，能有效避免传统测试方式中螺丝钉滑脱的问题，测试数据更加精确可靠，测试结果可信度更高。本发明的目的还包括提供一种拉伸试验系统，包括施力平台和上述的拉伸试验治具，施力平台与万向接头固定连接。该拉伸试验系统能够确保施力平台的施力方向始终与封装体的受力表面保持垂直，使封装体受力均匀、合理，测试结果精确可靠。本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。本发明提供的一种拉伸试验治具，用于检测封装体的封装盖板与芯片的结合强度。所述拉伸试验治具包括万向接头、第一拉伸端、第二拉伸端和固定座。所述万向接头与所述第一拉伸端连接，所述固定座与所述第二拉伸端连接，所述封装体位于所述第一拉伸端和所述第二拉伸端之间。所述第一拉伸端包括第一表面，所述第二拉伸端包括第二表面，所述第一表面与所述第二表面相对设置，所述封装体的所述封装盖板与所述芯片分别与所述第一表面、所述第二表面贴合固定。所述万向接头与施力平台连接，所述施力平台施加拉力，所述拉力经所述万向接头、所述第一拉伸端传递至所述封装体，使所述封装盖板与所述芯片分离，以检测所述封装盖板与所述芯片的结合强度。进一步地，所述第一拉伸端包括第一接头和第二接头；所述第一接头的一端与所述万向接头连接，所述第一接头的另一端与所述第二接头连接；所述第二接头设有所述第一表面。进一步地，所述第一接头包括第一端部和第二端部，所述第一端部与所述万向接头可拆卸地连接；所述第二端部与所述第二接头可拆卸地连接。进一步地，所述第一端部与所述万向接头采用插销固定连接。进一步地，所述第二端部设有安装槽，所述第二接头包括插接部，所述插接部设于所述第二接头远离所述第一表面的一端；所述插接部卡入所述安装槽内，实现可拆卸地连接。进一步地，所述安装槽贯穿所述第二端部，所述安装槽的槽底尺寸大于槽口尺寸，所述插接部包括相互连接的插入端和连接杆，所述插入端的尺寸与所述槽底尺寸相适应，所述连接杆的尺寸与所述槽口尺寸相适应。进一步地，所述第二拉伸端包括第三接头和第四接头，所述第三接头的一端与所述固定座连接，所述第三接头的另一端与所述第四接头连接，所述第四接头上设有所述第二表面。进一步地，所述固定座采用固定法兰，所述第三接头与所述固定法兰采用插销连接。进一步地，所述万向接头、所述第一接头、所述第二接头、所述第三接头、所述第四接头和所述固定座的轴线在同一直线上，所述第一接头、所述第二接头与所述第三接头、所述第四接头关于所述封装体对称设置。本发明提供的一种拉伸试验系统，包括施力平台和上述的拉伸试验治具，所述施力平台与所述万向接头固定连接。本发明提供的拉伸试验治具和拉伸试验系统具有以下几个方面的有益效果：本发明提供的拉伸试验治具，包括万向接头、第一拉伸端、第二拉伸端和固定座。万向接头与第一拉伸端连接，固定座与第二拉伸端连接，封装体位于第一拉伸端和第二拉伸端之间。万向接头能够始终保持施加的拉力方向垂直于封装体，使封装体表面受力更加均匀。并且，第一拉伸端包括第一表面，第二拉伸端包括第二表面，第一表面与第二表面相对设置，封装体的封装盖板与芯片分别与第一表面、第二表面贴合固定。这样，封装体与第一表面、第二表面贴合面积更大，受力更均匀。该拉伸试验治具能够在芯片与封装盖板的拉伸测试实验中，确保施加的拉力与封装体垂直，封装体整体受力均匀，不会对封装体造成伤害。并且该拉伸试验治具不采用粘接螺丝钉的方式，能有效避免传统测试方式中螺丝钉滑脱的问题，测试数据更加精确可靠，测试结果可信度更高。本发明的目的还包括提供一种拉伸试验系统，包括施力平台和上述的拉伸试验治具，施力平台与万向接头固定连接。该拉伸试验系统能够确保施力平台的施力方向始终与封装体的受力表面保持垂直，使封装体受力均匀、合理，测试结果精确可靠。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本发明具体实施例提供的拉伸试验治具的分解结构示意图；图2为本发明具体实施例提供的拉伸试验治具的第一接头的一种结构示意图；图3为本发明具体实施例提供的拉伸试验治具的第二接头的一种结构示意图；图4为本发明具体实施例提供的拉伸试验治具的应用场景结构示意图。图标：100-拉伸试验治具；101-施力平台；105-封装体；110-万向接头；111-锁紧圆环；113-第一拉伸端；115-第二拉伸端；120-第一接头；121-第一端部；1211-插孔；123-第二端部；125-安装槽；1251-槽底；1253-槽口；130-第二接头；131-插接部；133-插入端；135-连接杆；137-第一安装块；1371-第一表面；140-第三接头；150-第四接头；151-第二安装块；160-固定座。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。图1为本发明具体实施例提供的拉伸试验治具100的分解结构示意图，请参照图1。highperformancefcbga(hfcbga)lidpull实验，其中，fcbga为flipchipballgridarray的缩写，译为倒装芯片网格焊球阵列。该实验为高性能倒装芯片散热盖板拉力试验，实验用于验证芯片封装散热盖板与芯片的结合强度，拉力值越大，说明封装散热盖板与芯片结合强度越高。下文中，为便于描述，拉力测试对象即为封装体105，封装体105包括封装盖板和芯片两部分。本实施例提供的拉伸试验治具100，适用于检测封装体105的封装盖板与芯片的结合强度。具体的，拉伸试验治具100包括万向接头110、第一拉伸端113、第二拉伸端115和固定座160。万向接头110的一端与施力平台101连接，万向接头110的另一端与第一拉伸端113连接，固定座160与第二拉伸端115连接，封装体105位于第一拉伸端113和第二拉伸端115之间。第一拉伸端113包括第一表面1371，第二拉伸端115包括第二表面，第一表面1371与第二表面相对设置，封装体105的封装盖板与芯片分别与第一表面1371、第二表面贴合固定。需要说明的是，图中仅示出了施力平台101的连接端，用于表示施力平台101。当施力平台101施加拉力，拉力经万向接头110、第一拉伸端113传递至封装体105，使封装盖板与芯片分离，以检测封装盖板与芯片的结合强度。该实验过程中，万向接头110能始终保持施加拉力的方向垂直于封装体105，使封装体105受力更加均匀、合理，不会出现第一拉伸端113或第二拉伸端115滑脱或偏移等现象，测试结果精确可靠，并且不会对封装体105造成伤害。第一拉伸端113包括第一接头120和第二接头130。第一接头120的一端与万向接头110连接，第一接头120的另一端与第二接头130连接。第二接头130设有第一表面1371，用于粘接封装体105。图2为本发明具体实施例提供的拉伸试验治具100的第一接头120的一种结构示意图，请参照图2。可选地，第一接头120包括第一端部121和第二端部123，第一端部121与万向接头110可拆卸地连接，第二端部123与第二接头130可拆卸地连接。第一端部121与万向接头110采用插销固定连接。第一端部121上设有插孔1211，万向接头110靠近第一端部121的一端也设有相应的插孔1211，将插销依次插入第一端部121和万向接头110上的插孔1211，实现插销固定连接。同理，万向接头110与施力平台101的连接也采用上述的插销固定连接方式。优选地，施力平台101上设有锁紧圆环111，锁紧圆环111套设在施力平台101的连接端，并与该连接端螺纹连接，当插销固定后，拧紧锁紧圆环111，达到紧固目的，使施力平台101与万向接头110的连接更加牢固。同理，第一端部121上也设有锁紧圆环111，当第一端部121和万向接头110实现插销固定连接后，拧紧锁紧圆环111，使第一端部121和万向接头110的连接更加牢固。图3为本发明具体实施例提供的拉伸试验治具100的第二接头130的一种结构示意图，请参照图3。第二端部123设有安装槽125，第二接头130包括插接部131和第一安装块137，第一安装块137设有第一表面1371。插接部131设于第二接头130远离第一表面1371的一端。插接部131卡入安装槽125内，实现可拆卸地连接。可选地，安装槽125贯穿第二端部123，安装槽125的槽底1251尺寸大于槽口1253尺寸，插接部131包括相互连接的插入端133和连接杆135，插入端133的尺寸与槽底1251尺寸相适应，连接杆135的尺寸与槽口1253尺寸相适应。插入端133与连接杆135形成“丁”字形，插入端133从第二端部123的侧面插入安装槽125，拆卸时插入端133也从第二端部123的侧面退出安装槽125。容易理解的是，插入端133的尺寸小于安装槽125的槽底1251尺寸，并且同时大于安装槽125的槽口1253尺寸，这样便于插入端133与安装槽125的安装和拆卸，而在拉伸试验过程中，在轴向拉力的作用下，插入端133不会滑脱安装槽125，并且，轴向的拉力始终垂直于封装体105。连接杆135远离插入端133的一端连接有第一安装块137，在本实施例中，第一安装块137为矩形块，第一安装块137远离连接杆135的一端端面为第一表面1371，用于与封装体105粘接。第二拉伸端115包括第三接头140和第四接头150，第三接头140的一端与固定座160连接，第三接头140的另一端与第四接头150连接，第四接头150上设有第二表面。第三接头140与第四接头150的连接方式与第一接头120和第二接头130的连接方式一致，第三接头140远离固定座160的一端设有安装槽125，安装槽125的槽底1251尺寸大于槽口1253尺寸。第四接头150包括一体成型的插入端133、连接杆135和第二安装块151，插入端133从第三接头140的侧面进行安装和拆卸，连接杆135的一端与插入端133连接，另一端与第二安装块151连接。第二安装块151远离连接杆135的一端端面为第二表面。第一表面1371和第二表面上分别涂设胶体，用于粘接固定封装体105。万向接头110、第一接头120、第二接头130、第三接头140、第四接头150和固定座160的轴线均在同一直线上，封装体105粘接于第二接头130和第三接头140之间，且第一接头120、第二接头130与第四接头150、第三接头140关于封装体105对称设置。即第一接头120的结构与第四接头150的结构一致，关于封装体105对称布置；第二接头130的结构与第三接头140的结构一致，关于封装体105对称布置。由于前面已经对第一接头120和第二接头130的结构进行了详细介绍，这里对第三接头140和第四接头150的结构不再赘述。固定座160采用固定法兰，第三接头140与固定法兰采用插销固定连接，便于安装和拆卸。优选地，第三接头140上设有锁紧圆环111，锁紧圆环111套设在第三接头140上，并与第三接头140螺纹连接，当采用插销固定第三接头140与固定法兰后，拧紧锁紧圆环111，达到紧固目的，使第三接头140与固定法兰的连接更加牢固。本实施例提供的一种拉伸试验系统，包括施力平台101和上述的拉伸试验治具100，施力平台101与万向接头110固定连接。优选地，施力平台101与万向接头110采用插销固定连接方式。图4为本发明具体实施例提供的拉伸试验治具100的应用场景结构示意图，请参照图4。本发明提供的拉伸试验治具100和拉伸试验系统，其工作原理如下：安装第二拉伸端115。将固定座160通过螺栓固定在操作台上，第四接头150与固定座160之间插入插销固定连接，第三接头140的插入端133与从第四接头150的侧面卡入安装槽125，第三接头140的第二安装块151的第二表面朝上。将封装体105通过ab胶水分别粘接到第一表面1371和第二表面上，封装体105位于第一表面1371和第二表面之间，且分别与第一表面1371和第二表面采用面接触方式固定，受力更加均匀。待胶水固化后，安装第一拉伸端113。第二接头130从第一接头120的侧面卡入第一接头120的安装槽125，第一接头120与万向接头110采用插销固定，万向接头110与施力平台101采用插销固定。需要说明的是，封装体105包括封装盖板和芯片，在粘接时，可以让封装盖板的一侧与第一表面1371粘接固定，让芯片的一侧与第二表面粘接固定；也可以让芯片的一侧与第一表面1371粘接固定，让封装盖板的一侧与第二表面粘接固定。这里不作具体限定。由于第二拉伸端115固定，施力平台101施加沿第一拉伸端113、第二拉伸端115轴线方向的拉力，拉力经万向接头110、第一接头120、第二接头130作用到封装体105上，使封装体105的封装盖片与芯片相互分离，以检验封装盖板与芯片的结合强度是否满足要求。容易理解的是，第一安装块137与第二安装块151的尺寸大小可以根据实际封装体105的尺寸型号设置，这样在测试不同的封装体105时，只需更换第二接头130和第三接头140即可，操作简单，组装拆卸方便，便于高效试验。为了验证本实施例中提供的拉伸试验治具100的可靠性，将该拉伸试验治具100与传统的粘接螺丝钉拉伸方法进行了对比：选择同种型号同批次的芯片四个，封装体105的尺寸大小、形状均相同，分别选取其中两个进行传统治具的拉伸试验，将另外两个封装体105用在本实施例提供的拉伸试验治具100上进行试验。试验所用粘胶为同种a-b胶水，固化后可承受最大3000kg拉力。试验结果如下表1：表1：方式编号拉力(n)传统治具通过螺丝钉拉伸#1408.3n传统治具通过螺丝钉拉伸#2464.8n本申请中的拉伸试验治具#3299.2n本申请中的拉伸试验治具#4292.8n通过表1中的试验数据可以看出，传统治具通过螺丝钉拉伸的方式测试的拉力值相对于本申请中的拉伸试验治具100测试出的拉力值更大，说明通过本申请中的拉伸试验治具100进行测试，使得封装体105的封装盖板与芯片结合处受力更加合理。综上所述，本发明提供的拉伸试验治具100和拉伸试验系统具有以下几个方面的有益效果：本发明提供的拉伸试验治具100，能够在芯片与封装盖板的拉伸测试实验中，确保施加的拉力与封装体105垂直，封装体105整体受力均匀，不会对封装体105造成伤害。并且该拉伸试验治具100不采用粘接螺丝钉的方式，能有效避免传统测试方式中螺丝钉滑脱的问题，测试数据更加精确可靠，测试结果可信度更高。本发明提供的一种拉伸试验系统，包括施力平台101和上述的拉伸试验治具100，施力平台101与万向接头110固定连接。该拉伸试验系统能够确保施力平台101的施力方向始终与封装体105的受力表面保持垂直，使封装体105受力均匀、合理，测试结果精确可靠。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、组合和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12