湿热对高聚物封装测量性能的影响研究

　　1　引　　言

　　在实际的力和变形的测试中,常常采用贴应变片的方法进行,贴应变片的材料一般是高聚物。在恒温干燥环境下,没有考虑到温度和湿度对传感器测试灵敏度的影响。因此,对于变温和有湿度的环境,此方法的测试误差往往较大。例如,当应变片所处环境的温度发生变化时,其弹性元件的弹性模量和应变计的灵敏系数随之改变,灵敏度也发生相应的变化,从而产生测量　　误并;同样的,潮湿的存在也会对应变片的测量误差产生影响。

　　由以上分析可以看到,要提高测量精度,需要找到对以上湿热影响的补偿的方法。本文在一般的桥式测试电路基础上提出一种补偿电阻的测试方法,可以有效的用于对电子芯片封装件的性能测试,获得较为满意的测量精度。

　　2　测试原理

　　综合以上分析,本文采用增加可调整补偿电阻[1]和将应变片埋入试件的方法来改善测量精度。其原理图如图1。

　　图中R1～R8为实测应变片,贴装在试件内,其展开图如图2。

　　其中2、4端为输出端,1、3端为输入端。在图1中,Rt是零点温漂补偿电阻,是修正应变片在不受外力时由温度变化引起的变化。其计算公式为:

　　其中,R、K是应变片的初始电阻和灵敏度系数,εT是温度升高引起的应变值,α是串入电阻丝的电阻温度系数,Δt是温差。

　　图1中的Rd是初始不平衡补偿,用于补偿加入零点温漂补偿电阻后引起的误差。

　　图1中的Re是灵敏度温漂补偿,用于补偿由于应变片受温度、湿度的影响而灵敏度的下降。Rs是输出灵敏度补偿,用于补偿由于生产工艺而造成的各应变片灵敏度不同而造成的影响。

　　以上的Rt,Rd,Re,Rs都是贴在不受力的试件表面上,并一起放入温度循环箱中。

　　在实际测试之前,先将试样放入温控箱中,在不施加外力的情况下,调节好补偿电阻的值。

　　R1～R8采用以改性酚醛基底,卡玛箔制成的应变片,其本身可实现少量的温度自补偿和蠕变自补偿。为了精确测量试样内部由于潮湿不均而引起的应力应变不同的分布,将应变片在压塑成形时埋在试样的内部,仅露出接头部分,这样就避免了应变片上下表面受不同湿度影响而导致的变形不均。

　　3　实验过程和结果分析

　　蠕变实验在特制的蠕变实验台上进行,并将该实验台置于大型温控箱中,以进行温度和应力可控的蠕变拉伸实验。

　　实验分两组,一组在实验前,试件放置在25℃/85RH的前处理环境下48h,充分吸湿,另一组则完全干燥。每组两到三个试样。并对拉伸蠕变值进行采集。