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介观和微观尺度下力学和热学变形怎么测?显微DIC给你答案 2023-08-02 17:11:47  来源:今报在线

在元件微小化的背景下,市场对半导体产品的需求正在日益趋向于小型、高功能、高品质,正确评价微尺寸材料和器件的热学、力学性能,成为当前急需解决的难题。

新拓三维XTDIC-Micro显微应变测量系统,光学显微镜和DIC数字图像相关技术结合,可满足纳米级精度测量需求,在微小尺寸材料力学、芯片半导体热学性能测试等领域应用广泛,同时可搭配各类温控系统,提供不同温度下变温应力应变测量解决方案,实现高低温试验环境下的精确DIC分析、载荷以及应变测量。

应变测量(热学应用)

电路元件集成度的不断提高,导致芯片的发热功率也随之增加。由于非均匀交变温度场的存在和元件组成部分间热膨胀系数的不同,导致产品内部产生热应力及应力集中问题,这已经成为影响电路可靠性的关键因素。

RF4(PCB基材)和环氧树脂(芯片封装)温度循环测试

翘曲测量(热学应用)

芯片封装基板以及顶盖,具有保护、加强、支持芯片的功能,为芯片主体提供散热、组装等性能帮助,如果这两者的翘曲度超出公差,会出现芯片因为散热性能低下寿命大幅缩短,或者更严重的会出现芯片出厂就无法使用。

JEITA ED-7306 – 高温下封装翘曲和最大允许翘曲的测量方法。

JEDEC JESD22-B112 –表面贴装集成电路在高温下的封装翘曲测量。

IPC 9641 – 高温印制板平整度指南

材料受力(力学应用)

对于新型材料的研究和发展,因为纳米材料的成本太高,不会大批量生产全部尺度的标准样件。采用试件进行试样测试,结合DIC应变测量技术可以进行微尺度试样测量并得到高质量的数据。

XTDIC-Micro 3D 显微应变测量系统

新拓三维XTDIC-Micro3D显微应变测量系统——学显微镜和DIC数字图像相关技术的结合,可以满足从纳米到毫米级图像的测量需求。

在光学显微镜下材料的原位加载实验中,会产生的离面位移,高放大倍数显微镜,意味着景深很小,产品采用一键式自动精度校正系统,可有效地控制离面位移对实验结果影响。

系统介绍——配置方案

XTDIC-Micro3D显微应变测量系统通过搭配温箱/冷热台,可实现从低温-190°C~高温600°C的不同温度测试;搭配各类原位试验机,可进行微小尺度材料拉伸、压缩、循环等多性能研究;可引入双频阻尼隔振系统,具有更小的固有频率和更好的隔振性能。

应用案例-热学应用

微观尺度芯片热应变测量

实验背景:芯片断面不同材质温度变化变形及应变测量;

采用光学体式显微镜,结合双目立体视觉,实现三维全场变形测量;分析芯片断面不同材质微观尺度热应变,与理论分析对比,验证材料可靠性;

元器件热变形测量

实验背景:研究测试逆变器上面的电子元器件引脚下某材质基底的涨形情况。

实验过程:逆变器模块安装于散热平台,接通电源上电,温度逐渐升高,达到稳定后持续一段时间,再放电。

由此选取某一点进行Z方向位移分析,可看出升温产生膨胀,恒温保持,降温曲线下降。

芯片热翘曲测试

实验背景:0℃-100℃每间隔25℃不同温度下恒定后测量芯片表面变形翘曲试验。

实验过程:采用光学体式显微镜,结合温控箱等,分析全场变形及翘曲变形,分析变形规律。

应用案例-力学应用

微观尺度材料拉伸变形研究

实验背景:材料进行拉伸测试研究其力学性能。

实验过程:钢性材质小试样在原位试验台进行拉伸测试,采用XTDIC-Micro3D显微应变测量系统,完成全场位移应变测量以及材料应力应变曲线测量。

显微dic应变测量-材料拉伸

微观生物力学骨材料变形测量

实验背景:分析骨骼肌肉等材料在载荷状态下的力学性能。

实验过程:测量生物小腿骨加载过程中表面位移场、应变场的变化,有助于仿真材料的测试,模拟以及加工制造。

微观碳纤维圆棒径向压缩实验

实验背景:研究碳纤维棒在径向加载下的应变和位移变化,碳纤维棒的直径约位5-9mm。

实验过程:采用径向压缩为方式,先用所对应的铝制模具包覆起来,在将其放入合适的夹具中。再由压缩试验机压缩,观测铝材和圆棒的变化。

免责声明:市场有风险,选择需谨慎!此文仅供参考,不作买卖依据。

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