一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、使用方便、應(yīng)用安全的無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合時(shí)效裝置，本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是加載應(yīng)力與電流，克服了以往單一條件下時(shí)效試樣的研究，可兩場(chǎng)耦合條件下的研究，通過(guò)調(diào)節(jié)應(yīng)力與電流大小，進(jìn)而模擬焊點(diǎn)的實(shí)際服役過(guò)程。
【專利說(shuō)明】 一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種實(shí)際焊點(diǎn)服役過(guò)程中多場(chǎng)耦合時(shí)效裝置，具體是一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]焊點(diǎn)在實(shí)際的服役過(guò)程中由于周期性的溫度變化和電流通斷都會(huì)經(jīng)歷熱循環(huán)作用。熱循環(huán)過(guò)程保溫時(shí)間是影響界面化合物生長(zhǎng)的主要因素；經(jīng)歷熱循環(huán)后SnAgCu/Cu界面的空洞數(shù)量增多，降低界面結(jié)合強(qiáng)度，進(jìn)而降低了焊點(diǎn)的低周疲勞壽命。在實(shí)際產(chǎn)品中，無(wú)鉛焊點(diǎn)經(jīng)常遭受溫度場(chǎng)、電場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)及磁場(chǎng)等兩場(chǎng)或多場(chǎng)作用。已有的研究表明，熱剪切循環(huán)作用下界面化合物得生長(zhǎng)速率比單一剪切作用下的生長(zhǎng)快。強(qiáng)磁場(chǎng)作用下MC層的生長(zhǎng)速率加快，且晶體取向發(fā)生改變；華南理工的衛(wèi)研究了 Sn3Ag0.5Cu在不同的電遷移時(shí)間中界面MC的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn):在1.78X104A/cm2,加載溫度為373K的條件下，隨者時(shí)間的推移，界面化合物表現(xiàn)出明顯的極性效應(yīng)，陽(yáng)極界面MC增厚且呈拋物線變化，陰極界面減薄。可見(jiàn)，熱循環(huán)溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、電流及磁場(chǎng)對(duì)無(wú)鉛焊點(diǎn)IMC生長(zhǎng)行為均有明顯影響。目前缺乏多場(chǎng)耦合下無(wú)鉛焊點(diǎn)專用的試驗(yàn)設(shè)備，導(dǎo)致模擬焊點(diǎn)實(shí)際服役環(huán)境的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展難度大，實(shí)際服役條件下無(wú)鉛焊點(diǎn)可靠性研究更少。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服背影技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、使用方便、應(yīng)用安全的無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合時(shí)效裝置，本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是加載應(yīng)力與電流，克服了以往單一條件下時(shí)效試樣的研究，可兩場(chǎng)耦合條件下的研究，通過(guò)調(diào)節(jié)應(yīng)力與電流大小，進(jìn)而模擬焊點(diǎn)的實(shí)際服役過(guò)程。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，由應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)、與供電設(shè)備連接的導(dǎo)線、對(duì)待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣進(jìn)行加熱的溫控加熱機(jī)構(gòu)和用于放置待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的支架和組成，所述的應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)包括多根與導(dǎo)線連接的銅線和多個(gè)砝碼，以兩根銅線為一組，并設(shè)置在支架的同一條徑向直線上，待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的兩端分別連接銅線一端，銅線的另一端與砝碼連接，所述的溫控加熱機(jī)構(gòu)由遠(yuǎn)紅外加熱板和溫度探頭組成，遠(yuǎn)紅外加熱板與無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣對(duì)應(yīng)設(shè)置，溫度探頭設(shè)置在無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣周?chē)?，檢測(cè)無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣溫度。
[0005]所述的應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)還包括用于支撐銅線并在支架上滾動(dòng)設(shè)置的導(dǎo)輪。
[0006]所述的導(dǎo)輪為開(kāi)槽軸承。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
1、耦合裝置的設(shè)計(jì)滿足了研究者更好地探討焊點(diǎn)的實(shí)際服役條件。多場(chǎng)耦合裝置的設(shè)計(jì)使用改變了以往只研究單一條件下的焊點(diǎn)的服役狀態(tài)，這對(duì)提高焊點(diǎn)的可靠性提供了一定得理論基礎(chǔ)。
[0008]2、通過(guò)關(guān)閉電流控制開(kāi)關(guān)或去掉應(yīng)力加載砝碼均可實(shí)現(xiàn)任意兩場(chǎng)進(jìn)行耦合，熱量大小，應(yīng)力加載大小及磁場(chǎng)的大小均可調(diào)節(jié)，根據(jù)需要測(cè)試在不同條件下，逐漸改變熱量大小、應(yīng)力加載大小及磁場(chǎng)大小，創(chuàng)造試驗(yàn)中的微調(diào)條件，進(jìn)而模擬焊點(diǎn)的實(shí)際服役過(guò)程。
[0009]3、在支架上設(shè)有滑動(dòng)的導(dǎo)輪，保證銅線在應(yīng)力加載過(guò)程中，隨著砝碼的增大，位置不會(huì)發(fā)生改變，受摩擦力的影響減少，使應(yīng)力大小的改變均勻，不會(huì)使實(shí)驗(yàn)環(huán)境變化不均勻，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1、應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)，101、銅線，102、砝碼,103,導(dǎo)輪，2、導(dǎo)線，3、溫控加熱機(jī)構(gòu),301,遠(yuǎn)紅外加熱板，302、溫度探頭，4、支架。

【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖所示，一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，在支架兩端固定軸上安裝有開(kāi)槽軸承，并且將兩個(gè)開(kāi)槽軸承固定在同一條徑向直線上，用銅線連接待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣兩端來(lái)進(jìn)行焊點(diǎn)的應(yīng)力場(chǎng)加載，銅線兩端加載砝碼來(lái)控制應(yīng)力的大小，砝碼大小固定，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇調(diào)整，銅線固定在同一條徑向直線上，使待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的兩端受力一致，即使改變砝碼的大小，即改變應(yīng)力大小，可根據(jù)實(shí)施需要進(jìn)行調(diào)整，不會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)偏差；待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣置于架子中央，遠(yuǎn)紅外加熱板位于待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣下邊一定的距離，用于合理控制熱循環(huán)溫度的大小變化，溫度探頭位于待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的周?chē)?，進(jìn)行溫度的校正與控制；電流是通過(guò)雙路穩(wěn)壓電源來(lái)提供的，通過(guò)與銅線連接的導(dǎo)線向待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣通電，可根據(jù)需要改變流入待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的電量，通過(guò)上述裝置來(lái)進(jìn)行焊點(diǎn)的多場(chǎng)耦合條件的加載，進(jìn)而模擬焊點(diǎn)的實(shí)際服役過(guò)程。
[0012]本發(fā)明中開(kāi)槽軸承選用與固定軸相配的標(biāo)準(zhǔn)件，使開(kāi)槽軸承即能沿固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但是又不會(huì)發(fā)生水平方向移動(dòng)，開(kāi)槽軸承可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)置多個(gè)，同時(shí)搭配多根銅線，進(jìn)行應(yīng)力大小改變，可連接在待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的各個(gè)部分，通過(guò)改變待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的各點(diǎn)應(yīng)力大小，檢測(cè)試件在各種應(yīng)力狀態(tài)下對(duì)無(wú)鉛焊點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的影響。
[0013]本發(fā)明中銅線選擇表面帶有耐高溫絕緣皮的銅線，與待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣連接部分應(yīng)是導(dǎo)電的以實(shí)現(xiàn)電流加載。
【權(quán)利要求】
1.一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，其特征在于:由應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)(I)、與供電設(shè)備連接的導(dǎo)線(2)、對(duì)待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣進(jìn)行加熱的溫控加熱機(jī)構(gòu)(3)和用于放置待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的支架(4)組成，所述的應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)(I)包括多根與導(dǎo)線(2)連接的銅線(101)和多個(gè)砝碼(102)，以兩根銅線(101)為一組，并設(shè)置在支架(4)的同一條徑向直線上，待無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣的兩端分別連接銅線(101) —端，銅線(101)的另一端與砝碼(102)連接，所述的溫控加熱機(jī)構(gòu)(3)由遠(yuǎn)紅外加熱板(301)和溫度探頭(302)組成，遠(yuǎn)紅外加熱板(301)與無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣對(duì)應(yīng)設(shè)置，溫度探頭(302)設(shè)置在無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣周?chē)?，檢測(cè)無(wú)鉛焊點(diǎn)試樣溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，其特征在于:所述的應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)(I)還包括用于支撐銅線(101)并在支架(4)上滾動(dòng)設(shè)置的導(dǎo)輪(103)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種試驗(yàn)無(wú)鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)輪(103)為開(kāi)槽軸承。
【文檔編號(hào)】G01N3/00GK104198265SQ201410331008
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年7月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月10日
【發(fā)明者】閆焉服, 許媛媛, 王新陽(yáng), 李帥, 馬士濤, 王紅娜, 趙永猛, 葛營(yíng) 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)