新拓三维携显微DIC应变测量系统参展微试样力学试验方法与技术研讨会

为推进微试样力学测试领域学术交流、推动试验方法标准化，第三届微试样力学试验方法与技术研讨会汇聚国内高校、科研院所、检测机构两百余位专家，围绕微尺度材料力学新方法、测试标准化开展研讨。

微尺度材料、半导体芯片的力学-热-力学行为测试，是新材料、微电子封装研发的关键环节;微小试样尺寸限制，使得常规测试设备难以获取全场应变、翘曲、裂纹演化数据。

新拓三维受邀参展并现场展示XTDIC-MICRO三维显微应变测量系统，分享微试样、半导体封装微观力学测试实测方案与试验数据。显微DIC应变测量系统，将DIC数字图像相关技术与显微成像结合，适配微小试样原位力学、芯片热翘曲、热变形测试，输出微观尺度全场位移应变，为微试样力学标准化研究提供光学测试手段。

设备关键性能参数

XTDIC-MICRO三维显微应变测量系统

测量视野：1~10 mm;

应变测量精度最高20 µε，测量应变范围0.005%~500%;

芯片翘曲测量精度：0.1 μm;

输出量：2D/3D坐标、位移、多类应变张量;可计算弹性模量、泊松比、r/n值、屈服强度、热膨胀系数CTE;

环境适配：搭配冷热台实现-190~600 ℃温度环境;可对接最大5000 N原位微小试验机;可配合隔振台、温控箱开展原位试验。

典型微试样测试案例

1、微小尺寸材料原位拉伸试验

测试条件：毫米级微型试样，开展原位水平拉伸加载，显微 DIC 采集标距段表面散斑图像。

试验数据结果解读：应变云图清晰复现拉伸过程应变集中区域;同步输出载荷-应变时序曲线;得到材料屈服、强化阶段力学参数，获取微试样真实力学响应，规避小尺寸试样仅靠引伸计无法观测局部应变的局限。

微小尺寸材料原位拉伸试验

2、材料微观组织裂纹扩展分析

测试条件：显微 DIC 高倍率成像跟踪加载下微观裂纹发展。

试验数据结果解读：应变场云图直接定位裂纹尖端高应变集中区;随加载记录裂纹扩展路径、应变梯度变化，从应变角度揭示微观组织对裂纹萌生、扩展行为的影响。

材料微观组织裂纹扩展分析

3、微观碳纤维圆棒径向压缩试验(试样直径 5-9 mm)

测试条件：显微 DIC 采集圆棒受压表面，获取三维变形场。

试验数据结果解读：得到受压状态下圆棒表面全场应变分布，识别压缩下的应变集中位置，评价小尺寸碳纤维构件径向承压性能。

微观碳纤维圆棒(直径约5-9mm)径向压缩实验

4、芯片半导体热力学性能测试

案例A：元器件热翘曲测量

测试条件：温度载荷作用下，显微 DIC 采集芯片表面形貌变形。 试验数据结果解读：输出 Z 向翘曲位移云图，微米级精度量化芯片在温度循环下的整体翘曲幅值与分布，评估封装热-机械应力水平。

元器件热翘曲测量

案例B：元器件热变形测量

测试条件：温度加载，采集器件表面动态变形。

试验数据结果解读：获取温度循环全过程位移-应变时序曲线;捕捉不同温度阶段的变形突变，识别热应力集中位置。

元器件热变形测量

案例C：芯片截面面内应变测量

测试条件：对芯片截面(灌封树脂、铜散热片、焊锡层、PCB 多层结构)开展显微DIC测量。

试验数据结果解读：截面应变云图分辨多层封装各层应变差异;得到不同组分材料界面处应变水平，评估层间界面热应力风险。

芯片截面的面内应变测量

案例D：PCB铜箔-陶瓷板面内应变测量

测试条件：显微放大采集PCB陶瓷基板铜线路区域。

试验数据结果解读：应变云图定位铜线路拐角、布线位置的应变集中;提取截面线应变曲线，量化布线结构带来的应力集中效应，为电路板结构可靠性评估提供数据。

印刷电路板铜箔陶瓷板面内应变

新拓三维显微DIC测量系统适配微小试样拉伸、压缩、剪切、疲劳、高温蠕变以及半导体封装热-力学测试。通过DIC算法+显微成像，实现微观尺度全场变形-应变定量输出，支撑微试样力学方法标准化、微电子封装可靠性研究。