一種試驗無鉛焊點用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】一種試驗無鉛焊點用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，結(jié)構(gòu)簡單合理、使用方便、應(yīng)用安全的無鉛焊點用的應(yīng)力與電流耦合時效裝置，本發(fā)明最大的優(yōu)點是加載應(yīng)力與電流，克服了以往單一條件下時效試樣的研究，可兩場耦合條件下的研究，通過調(diào)節(jié)應(yīng)力與電流大小，進而模擬焊點的實際服役過程。
【專利說明】 一種試驗無鉛焊點用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種實際焊點服役過程中多場耦合時效裝置，具體是一種試驗無鉛焊點用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]焊點在實際的服役過程中由于周期性的溫度變化和電流通斷都會經(jīng)歷熱循環(huán)作用。熱循環(huán)過程保溫時間是影響界面化合物生長的主要因素；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)合強度，進而降低了焊點的低周疲勞壽命。在實際產(chǎn)品中，無鉛焊點經(jīng)常遭受溫度場、電場、應(yīng)力場及磁場等兩場或多場作用。已有的研究表明，熱剪切循環(huán)作用下界面化合物得生長速率比單一剪切作用下的生長快。強磁場作用下MC層的生長速率加快，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，隨者時間的推移，界面化合物表現(xiàn)出明顯的極性效應(yīng)，陽極界面MC增厚且呈拋物線變化，陰極界面減薄。可見，熱循環(huán)溫度場、應(yīng)力場、電流及磁場對無鉛焊點IMC生長行為均有明顯影響。目前缺乏多場耦合下無鉛焊點專用的試驗設(shè)備，導(dǎo)致模擬焊點實際服役環(huán)境的實驗進展難度大，實際服役條件下無鉛焊點可靠性研究更少。


【發(fā)明內(nèi)容】

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

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0011]如圖所示，一種試驗無鉛焊點用的應(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槽軸承，并且將兩個開槽軸承固定在同一條徑向直線上，用銅線連接待無鉛焊點試樣兩端來進行焊點的應(yīng)力場加載，銅線兩端加載砝碼來控制應(yīng)力的大小，砝碼大小固定，可根據(jù)需要進行選擇調(diào)整，銅線固定在同一條徑向直線上，使待無鉛焊點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)實施需要進行調(diào)整，不會發(fā)生數(shù)據(jù)偏差；待無鉛焊點試樣置于架子中央，遠紅外加熱板位于待無鉛焊點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，溫度探頭位于待無鉛焊點試樣的周圍，進行溫度的校正與控制；電流是通過雙路穩(wěn)壓電源來提供的，通過與銅線連接的導(dǎo)線向待無鉛焊點試樣通電，可根據(jù)需要改變流入待無鉛焊點試樣的電量，通過上述裝置來進行焊點的多場耦合條件的加載，進而模擬焊點的實際服役過程。
[0012]本發(fā)明中開槽軸承選用與固定軸相配的標準件，使開槽軸承即能沿固定軸轉(zhuǎn)動，但是又不會發(fā)生水平方向移動，開槽軸承可根據(jù)實驗需要設(shè)置多個，同時搭配多根銅線，進行應(yīng)力大小改變，可連接在待無鉛焊點試樣的各個部分，通過改變待無鉛焊點試樣的各點應(yīng)力大小，檢測試件在各種應(yīng)力狀態(tài)下對無鉛焊點實驗的影響。
[0013]本發(fā)明中銅線選擇表面帶有耐高溫絕緣皮的銅線，與待無鉛焊點試樣連接部分應(yīng)是導(dǎo)電的以實現(xiàn)電流加載。
【權(quán)利要求】
1.一種試驗無鉛焊點用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，其特征在于:由應(yīng)力加載機構(gòu)(I)、與供電設(shè)備連接的導(dǎo)線(2)、對待無鉛焊點試樣進行加熱的溫控加熱機構(gòu)(3)和用于放置待無鉛焊點試樣的支架(4)組成，所述的應(yīng)力加載機構(gòu)(I)包括多根與導(dǎo)線(2)連接的銅線(101)和多個砝碼(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，待無鉛焊點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，所述的溫控加熱機構(gòu)(3)由遠紅外加熱板(301)和溫度探頭(302)組成，遠紅外加熱板(301)與無鉛焊點試樣對應(yīng)設(shè)置，溫度探頭(302)設(shè)置在無鉛焊點試樣周圍，檢測無鉛焊點試樣溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種試驗無鉛焊點用的應(yīng)力與電流耦合的熱循環(huán)裝置，其特征在于:所述的應(yīng)力加載機構(gòu)(I)還包括用于支撐銅線(101)并在支架(4)上滾動設(shè)置的導(dǎo)輪(103)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種試驗無鉛焊點用的應(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)為開槽軸承。
【文檔編號】G01N3/00GK104198265SQ201410331008
【公開日】2014年12月10日 申請日期: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, 李帥, 馬士濤, 王紅娜, 趙永猛, 葛營 申請人:河南科技大學(xué)