测量原理
数字图像相关 (DIC) 是一种基于灰度值数字图像的全场图像分析方法,可以确定物体在三个维度上受载荷的轮廓和位移。ThermechDIC 是一个完整的数字图像相关 (DIC) 和翘曲测量系统,用于电子元件的光学、非接触式热测试。
ThermechDIC 系列
图 1 – 用于测量芯片翘曲的 ThermechDIC 系统(中间摄像头的可视化隐藏在笔记本电脑上 )
ThermechDIC 是一个完整的数字图像相关 (DIC) 和翘曲测量系统,用于电子元件的光学、非接触式热测试,包括但不限于:
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球栅阵列 (BGA) 封装
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倒装芯片封装
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印刷电路板 (PCB)
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固态驱动器 (SSD)。
该系统允许进行精确(亚微米)、全场、3D 轮廓(形状)、位移和应变测量,以确定在热(或冷却)负载下测量的热膨胀系数 (CTE)、翘曲和应变。
ThermechDIC 是适用于以下标准的测量技术;
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JESD22-B112B(高温下表面贴装集成电路的封装翘曲测量)
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JEITA ED-7306 (高温下封装翘曲和最大允许翘曲的测量方法
ThermechDIC 系统由一个 3 摄像头数字图像相关 (DIC) 系统组成,并安装了一个;热/冷阶段、温度控制器、液体 N2冷却系统和杜瓦瓶(液体 N2tank) 的 Ban T该系统的标准化组件包括;相机和镜头,数据采集控制器,照明系统,校准目标和笔记本电脑。
图 2 – 用于测量芯片翘曲的 ThermechDIC 系统(中间摄像头的可视化隐藏在笔记本电脑上)
ThermechDIC 可以安装在 a;垂直安装框架适用于 10×10 mm 至 40×40 cm 的样品尺寸,或立体显微镜适用于100×100 μm 至 15×15 mm 的样品尺寸。在两种设置配置之间,所有硬件组件都是相同的,因此,可以根据应用程序进行交换和交换。
图 3 – 带有立体显微镜的 ThermechDIC 系统用于测量芯片的热膨胀系数 (CTS)。
温度负载曲线
图 4 – 温度负载曲线示例
温度加载曲线可以在温度控制器软件中定义为具有温度状态条件(例如,斜坡、保持和等待)的块功能步骤。轮廓也可以循环(即重复)以进行循环热载荷。使用温度控制器向 DAQ 控制器提供的模拟输入,用户可以在 Istra4D 中定义一个记录程序,该程序在每个稳定温度状态下执行相机采集触发器。所有这些都可以在 Istra4D 中编程,以便与温度控制器软件并行/同步运行,从而允许自动获取热循环负载测量。
DIC 的优势
与其他技术相比,DIC的众多优点之一是DIC可以测量X、Y和Z的全形状变形,而不仅仅是像阴影莫尔和/或数字边缘投影(DFP)那样在Z方向。DIC 可以测量测定 CTE 所需的 3D 应变。此外,该技术还可以补偿由于环境噪声/振动而可能发生的任何刚体运动 (RBM)。
表 1 – DIC 与 Shadow Morié、数字条纹投影 (DFP) 和白光干涉测量法(轮廓测量法)的比较
DIC 既坚固又多功能,因此,它很容易使用超高分辨率 (UHRes) 相机进行配置。DIC 的分辨率取决于工作视野 (Fov) 和相机分辨率。假设 FoV 为 100 mm,面内和面外分辨率可以分别下降到 +/-0.5 μm 和 +/-1.0 μm。
Dantec Dynamics 为各种组件尺寸提供标准热/冷平台。尺寸包括 10×10 厘米、20×20 厘米、30×30 厘米和最大 40×40 厘米。标准级使用液氮传导加热和冷却。定制的热/冷平台也可以使用对流加热以及通过冷却器的封闭冷却剂循环来制造。热/冷平台允许用户在 -80°C 至 400°C 范围内进行测量。 温度均匀性为每厘米 +/-0.1°C (>25°C)。温度控制器由一个 24 位模数转换器组成,温度控制稳定性为 +/-0.05°C (>25°C)。
图 5 – 带有温度控制器、LiN2 泵和杜瓦瓶(LiN2 油箱)的热/冷台