接下来我们讨论经典的夏比冲击试验。图11.8夏比冲击试验的几何示意经典的夏比冲击试验是对块状钢样品的断裂韧性的标准试验，典型的测试试样是尺寸约为1 cm×1 cm×5 cm的矩形棒。在夏比冲击试验中，可通过可读角度指示器（针）的标尺来测量冲击前后的高度或角度。我们从夏比冲击试验中得知有三个关键因素会导致脆性断裂：低温、高速剪切和几何凹口。空穴形成可由相互扩散和电迁移引起。......
2025-09-29
微型夏比冲击设备中水平放置的芯片尺寸封装的跌落研究
【摘要】：图11.15和图11.16所示为倒装芯片及臂的末端处铰接的基板分布。在臂的末端安装有重物或摆锤。振动将对焊料接头施加法向力和剪切力。因为冲击方向平行于芯片和基板的法向，该试样布置方式与11.5.1节中讨论的水平板的跌落试验的JESD22-B111标准类似。此外我们可将芯片放置在臂的中部，而不是靠近臂的末端。臂中部的振动幅度也相当大。摇臂将击中自由悬挂的臂，由此可得到循环冲击。实际上，我们可以研究冲击中两个臂上试样的失效。
图11.15和图11.16所示为倒装芯片及臂的末端处铰接的基板分布。芯片表面及其基板的法线平行于臂的摆动方向。在臂的末端安装有重物或摆锤。当臂和重物一起向下摆动并撞到固定墙时，臂发生弯曲并产生振动。毫无疑问，摆锤的重量会影响臂振动的频率和幅度。振动将对焊料接头施加法向力和剪切力。因为冲击方向平行于芯片和基板的法向，该试样布置方式与11.5.1节中讨论的水平板的跌落试验的JESD22-B111标准类似。此处我们可以测试芯片尺寸封装上具有BGA焊料接头的较小试样，还可以测试单个硅芯片和其模块之间的倒装芯片焊料接头。若我们直接使用焊料凸点将芯片连接到臂上，测试将更有效。此外我们可将芯片放置在臂的中部，而不是靠近臂的末端。臂中部的振动幅度也相当大。
或者我们可移除刚性墙，并安装另一个臂：一个摆动，另一个自由悬挂。两者都将承受相同的载荷：样品、锤子和加速度传感器。摇臂将击中自由悬挂的臂，由此可得到循环冲击。实际上，我们可以研究冲击中两个臂上试样的失效。(https://www.chuimin.cn)
上述的简单测试使我们能够分析焊料接头在跌落时的材料力学行为，并将结果与加工条件相关联。我们可定量和系统地研究铜-锡反应和电迁移的极性效应对焊料接头断裂行为的影响。另外，在消费类电子产品中，封装设计、结构和材料（如系统级封装）也可能影响其在跌落时的冲击行为。
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