一種試驗(yàn)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】一種試驗(yàn)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置,結(jié)構(gòu)簡單合理、使用方便、應(yīng)用安全的試驗(yàn)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置,本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是可以加載應(yīng)力及磁力,克服了以往單一條件下時(shí)效試樣的研究,應(yīng)力與磁力均可調(diào)節(jié),進(jìn)而模擬焊點(diǎn)的實(shí)際服役過程。
【專利說明】 一種試驗(yàn)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種實(shí)際焊點(diǎn)服役過程中多場耦合時(shí)效裝置,具體是一種試驗(yàn)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(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)過程保溫時(shí)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(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,無鉛焊點(diǎn)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(qiáng)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(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(diǎn)IMC生長行為均有明顯影響。目前缺乏多場耦合下無鉛焊點(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)用安全的試驗(yàn)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置,本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)是可以加載應(yīng)力及磁力,克服了以往單一條件下時(shí)效試樣的研究,應(yīng)力與磁力均可調(diào)節(jié),進(jìn)而模擬焊點(diǎn)的實(shí)際服役過程。
[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)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置,由應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)、對待無鉛焊點(diǎn)試樣進(jìn)行加熱的溫控加熱機(jī)構(gòu)、用于放置待無鉛焊點(diǎn)試樣的支架和圍繞待無鉛焊點(diǎn)試樣設(shè)置的多塊磁鐵組成,所述的應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)包括多根銅線和多個(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)紅外加熱板與無鉛焊點(diǎn)試樣對應(yīng)設(shè)置,溫度探頭設(shè)置在無鉛焊點(diǎn)試樣周圍,檢測無鉛焊點(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),這對提高焊點(diǎn)的可靠性提供了一定得理論基礎(chǔ)。
[0008]2、通過卸載磁鐵或去掉應(yīng)力加載砝碼均可實(shí)現(xiàn)兩場耦合實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),通過上述裝置來進(jìn)行焊點(diǎn)的多場耦合條件的加載,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(yàn)中的微調(diào)條件。進(jìn)而模擬焊點(diǎn)的實(shí)際服役過程。
[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、磁鐵,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)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置,在支架兩端固定軸上安裝有開槽軸承,并且將兩個(gè)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(diǎn)試樣兩端來進(jìn)行焊點(diǎn)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(jìn)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(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;架子中間焊接有一對角鐵槽,距離的大小由實(shí)驗(yàn)需求的磁鐵大小來控制,角鐵槽用來放置磁鐵,通過調(diào)整磁鐵之間的距離或增加兩側(cè)的磁鐵個(gè)數(shù),進(jìn)而控制磁場強(qiáng)度的大小;待無鉛焊點(diǎn)試樣位于兩側(cè)磁鐵的中央,遠(yuǎn)紅外加熱板位于角鐵槽下邊一定的距離,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(diǎn)試樣的周圍,進(jìn)行溫度的校正與控制。
[0012]本發(fā)明中開槽軸承選用與固定軸相配的標(biāo)準(zhǔn)件,使開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,可連接在待無鉛焊點(diǎn)試樣的各個(gè)部分,通過改變待無鉛焊點(diǎn)試樣的各點(diǎn)應(yīng)力大小,檢測試件在各種應(yīng)力狀態(tài)下對無鉛焊點(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。
【權(quán)利要求】
1.一種試驗(yàn)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置,其特征在于:由應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)(I)、對待無鉛焊點(diǎn)試樣進(jìn)行加熱的溫控加熱機(jī)構(gòu)(3)、用于放置待無鉛焊點(diǎn)試樣的支架(4)和圍繞待無鉛焊點(diǎn)試樣設(shè)置的多塊磁鐵(2)組成,所述的應(yīng)力加載機(jī)構(gòu)(I)包括多根銅線(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)與無鉛焊點(diǎn)試樣對應(yīng)設(shè)置,溫度探頭(302)設(shè)置在無鉛焊點(diǎn)試樣周圍,檢測無鉛焊點(diǎn)試樣溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種試驗(yàn)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(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)無鉛焊點(diǎn)用的應(yīng)力與磁力耦合的熱循環(huán)裝置,其特征在于:所述的導(dǎo)輪(103)為開槽軸承。
【文檔編號(hào)】G01N17/00GK104198264SQ201410330922
【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, 趙永猛, 葛營, 王紅娜, 馬士濤 申請人:河南科技大學(xué)