CN108489821A - 一种用于轴向引线抗拉试验的装置 - Google Patents

一种用于轴向引线抗拉试验的装置 Download PDF

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Abstract

一种用于轴向引线抗拉试验的装置,包括装置支架(1)、器件保温体(2)、器件固定器(3)、砝码挂钩(4),其中器件保温体(2)、器件固定器(3)、分别安装在装置支架(1)的支撑梁(104)、固定梁(103)上,通过将二极管本体装入环境温度保持装置,使得整个试验的加断电过程以及加、卸力的过程人员均在高温环境外操作,保持了试验样品温度环境的一致性,提升了试验数据的准确性,提高了试验效率,同时降低了人员操作风险,填补了本领域技术具体装置的空白。

Description

一种用于轴向引线抗拉试验的装置
技术领域
本发明涉及一种用于轴向引线抗拉试验的装置,属于抗拉试验领域。
背景技术
轴向玻封二极管由于其体积小,重量轻等优点大量应用于电子产品中,但由于其结构特性,其封装是采用玻璃高温熔化后降温收缩,将引线柱、芯片包裹在一起,形成一个整体,其包裹的紧密程度直接决定了二极管所能承受的外来应力能力。因此对其玻璃外壳包封能力的考核是此类二极管的一项重要考核项目,GJB128半导体分立器件试验方法中方法2005轴向引线抗拉试验和MIL-STD-750中METHOD2005AXIAL LEAD TENSILE TEST中对该测试方法进行了详细规定。
两个标准中均只对试验时试验样品所施加的电应力和热应力进行了规定,但未给出具体的试验设备,在本领域中对轴向引线拉力的测试仍大多采用人工测试,通常试验设备选择电流源、电压表、高温烘箱、样品支架以及连接线等,需要手工在150℃的高温烘箱内操作,而烘箱开门对其温度变化影响巨大,不利于保持相同的环境温度对样品进行试验,同时高温下烘箱内操作,也对人员安全造成了一定风险。
发明内容
本发明解决的技术问题是:针对现有技术中缺乏对试验时试验样品轴向引线拉力试验的具体试验装置及方法的问题,提出了一种用于轴向引线抗拉试验的装置,解决了试验样品在试验过程中需要保持环境温度一致性的问题,降低了人工操作的难度及危险性。
本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的:
一种用于轴向引线抗拉试验的装置,包括装置支架、器件保温体、器件固定器、砝码挂钩,所述装置支架包括固定梁、支撑梁,所述器件保温体通过装置支架中部的支撑梁通孔旋紧于中部支撑梁内部,所述器件固定器通过装置支架上层的固定梁通孔螺接于固定梁正下方,被测二极管置于器件保温体内部通孔内,器件保温体内部放置有为被测二极管保温的加热棒,被测二极管负极端穿入用于固定被测二极管位置的器件固定器内部通孔中并固定,被测二极管正极端与为装置提供反向拉力的砝码挂钩相连。
所述装置支架还包括支架底座、支架立柱,所述支架立柱垂直安装于支架底座两侧,所述固定梁两端分别与两侧支架立柱顶端连接,所述支撑梁两端分别与两侧支架立柱中部相连。
所述器件保温体包括保温金属柱、金属通孔、加热孔、测温孔、支撑外环,其中所述金属通孔设置于保温金属柱中心并于试验时存放被测二极管,所述用于放置加热棒的加热孔分别设置于保温金属柱顶端通孔左右两侧,所述用于放置温度探测器进行实时测温的测温孔分别设置于保温金属柱顶端通孔上下两侧,所述支撑外环设置于保温金属柱上半部分并于试验时保温金属柱挂于支撑梁上。
所述器件固定器包括螺栓接头、斜面中心孔、紧固螺钉孔,所述螺栓接头设置于器件固定器首端并螺接于固定梁下方,所述斜面中心孔设置于器件固定器中部并于试验时为被测二极管负极端上电,所述紧固螺钉孔设置于器件固定器下部侧面,被测二极管引线由器件固定器底部引入斜面中心孔并通过平头螺丝旋入紧固螺钉孔进行固定。
所述斜面中心孔一侧端面与器件固定器底面平行,另一侧端面为以60°倾角沿圆周方向延伸并由侧面引出的斜面。
所述装置支架、保温金属柱、支撑外环、器件固定器材料均为不锈钢。
所述砝码挂钩重量为40-60g。
所述器件保温体及对应安装通孔、器件固定器及对应安装通孔、砝码挂钩数量均为5个。
一种用于轴向引线抗拉试验装置的操作方法,具体步骤如下:
(1)将被测二极管一端的引线固定在器件固定器中,调整被测二极管高度使得被测二极管壳体完全处于金属通孔内,调整器件保温体位置使得被测二极管竖直;
(2)在常温下对被测二极管正向进行压降测试,对被测二极管正向施加100mA电流,记录被测二极管正向压降值;
(3)利用温度控制系统将被测二极管加热至150℃,并等待30min直至被测二极管温度稳定;
(4)在步骤(3)被测二极管温度稳定后进行正向100mA通电,并再次进行被测二极管正向压降测试并记录正向压降值;
(5)在步骤(4)记录完成后,在被测二极管下方施加砝码,使得被测二极管承受拉力为35N,记录其高温加力状态下通电100mA情况下的正向压降值,并将所有记录的正向压降值进行对比。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)本发明提供了一种用于轴向引线抗拉试验的装置,通过设计环境温度保持装置,使得整个试验的加断电过程以及加、卸力的过程人员均在高温环境外操作,保持了试验样品温度环境的一致性,填补了对二极管施加的应力的测试技术装置设置的空白;
(2)本发明提供的检测装置组合,避免了被测器件在人工操作时产生的误差,提升了试验数据的准确性,避免了高温箱的开关门操作及人员深入高温箱操作,节约了温度稳定时间,提高了试验效率,降低了人员操作安全风险。
附图说明
图1为发明提供的装置组合结构原理图;
图2为发明提供的装置支架结构原理图;
图3为发明提供的器件保温体结构俯视图;
图4为发明提供的器件保温体结构侧视图;
图5为发明提供的器件固定器结构图;
图6为发明提供的砝码挂钩原理图;
图7为发明提供的轴向引线二极管测试工作流程图;
具体实施方式
一种用于轴向引线抗拉试验的装置,如图1所示,包括装置支架1、器件保温体2、器件固定器3、砝码挂钩4,所述器件保温体2通过的装置支架1中部支撑梁通孔旋紧于中部支撑梁内部,所述器件固定器3通过装置支架1上层固定梁通孔螺接于上层固定梁正下方,被测二极管置于用于为被测二极管保温的器件保温体2内部通孔内,被测二极管负极端穿入用于固定二极管位置的器件固定器3内部通孔中,并通过紧固螺钉进行固定,被测二极管正极端引线与为装置提供反向拉力的砝码挂钩4相连,其中:
(1)装置支架1
装置支架1结构如图2所示,包括支架底座101、支架立柱102、固定梁103、支撑梁104,所述支架立柱102垂直安装于支架底座101两侧,所述用于固定器件保温体2的固定梁103两端分别与两侧支架立柱102顶端连接,所述对被测二极管起支撑作用并用于螺接器件固定器3的支撑梁104两端分别与两侧支架立柱102中部相连。
支架采用金属材质,固定梁103有5个螺纹孔,螺纹孔用于安装器件固定装置3,支撑梁104有5个圆形通孔,位置与固定梁103上的5个螺纹孔同轴,用于放置器件保温体2,该通孔直径大于器件保温体2直径,但小于器件保温体2外部支撑环,使得器件保温体2在通孔中位置可以水平全向移动,通过重力作用,被测引线二极管和器件保温体2中心可以自行微调保持同轴。
(2)器件保温体2
如图3、图4所示,器件保温体2包括保温金属柱201、金属通孔202、加热孔203、测温孔204、支撑外环205,其中所述金属通孔202设置于保温金属柱201中心并于试验时存放轴向引线二极管并为其保温,所述用于放置加热棒的加热孔203分别设置于保温金属柱201顶端通孔左右两侧,所述用于放置温度探测器实时测温的测温孔204分别设置于保温金属柱201顶端通孔上下两侧,所述支撑外环205设置于保温金属柱201上半部分并保证试验时保温金属柱201挂于支撑梁104上。
器件保温体2为圆柱形金属柱,采用高导热材料,可以保证整体的温度均匀性,保温金属柱201中心位置为圆柱形金属通孔202,用于放置被测轴向引线二极管,金属通孔202两端,可采用绝缘隔热垫进行覆盖,用于更好维持通孔内温度。金属柱顶部有四个圆柱形盲孔,其中两个距中心较远的加热孔203的用于放置加热棒,另外两个离中心较近的测温孔204用于放置温度探测器,加热孔203、测温孔204的位置相互对称,以实时监测器件保温体的温度,形成闭环反馈系统。保温体上部位置设置支撑外环205,支撑外环205为法兰结构,直径大于支架支撑梁104通孔直径,器件保温体2依靠支撑外环205挂在支撑梁上。
(3)器件固定器3
如图5所示,器件固定器3包括螺栓接头301、斜面中心孔302、紧固螺钉孔303,所述螺栓接头301设置于器件固定器3首端并螺接于固定梁103下方,所述斜面中心孔302设置于固定器中部并于试验时为二极管负极引线上电,所述紧固螺钉孔303设置于固定器下部侧面,使用时旋入相应的平头螺钉并拧紧,用以确保二极管引线不脱出,斜面中心孔302一侧端面与固定器底面平行,另一侧端面为以60°倾角沿圆周方向延伸并由侧面引出的斜面。
(4)砝码挂钩4
砝码挂钩与二极管锁紧装置类似,如图6所示,将带螺纹的螺栓更改为拉力环使用时反向挂载于二极管另一引线的下方,圆环用于施加砝码,对二极管施加拉力。砝码挂钩严格控制重量,试验时施加拉力时应将该重量计算在内,其中,砝码质量的确定方法为:343000g(标准规定的35N)-50g(砝码重量)。
使用该设备对3只某型号压接式轴向引线二极管开展轴向引线抗拉试验,如图7所示,为轴向引线二极管测试过程中的装置装配及工作流程如下:
(1)二极管固定
将二极管一端的引线固定在固定梁上的紧固装置中,调整二极管高度使得二极管壳体完全处于保温体中心通孔内,调整保温体位置使得二极管竖直。
(2)常温下二极管正向压降测试
使用源表对二极管正向施加100mA电流,记录该二极管正向压降值。
(3)对二极管加热至150℃
打开温度控制系统开关,将温度设定为150℃,等待温度稳定半小时。
(4)高温时二极管正向压降测试
此时,记录100mA下二极管150℃时正向压降值。
(5)施加拉力后二极管正向压降测试
在第(4)步记录完成后,在二极管下方施加3450g砝码,此时砝码挂钩于砝码总重量为3500g。二极管承受拉力为35N,记录其高温加力状态下100mA的的正向压降。
(6)测试结果对比
采用该设备测试得到的结果如表1所示,采用该设备得到的测量结果准确,三只二极管测试结果合格。
表1 3只二极管试验结果
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种用于轴向引线抗拉试验的装置,其特征在于:包括装置支架(1)、器件保温体(2)、器件固定器(3)、砝码挂钩(4),所述装置支架(1)包括固定梁(103)、支撑梁(104),所述器件保温体(2)通过装置支架(1)中部的支撑梁(104)通孔旋紧于中部支撑梁(104)内部,所述器件固定器(3)通过装置支架(1)上层的固定梁(103)通孔螺接于固定梁(103)正下方,被测二极管置于器件保温体(2)内部通孔内,器件保温体(2)内部放置有为被测二极管保温的加热棒,被测二极管负极端穿入用于固定被测二极管位置的器件固定器(3)内部通孔中并固定,被测二极管正极端与为装置提供反向拉力的砝码挂钩(4)相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于轴向引线抗拉试验的装置,其特征在于:所述装置支架(1)还包括支架底座(101)、支架立柱(102),所述支架立柱(102)垂直安装于支架底座(101)两侧,所述固定梁(103)两端分别与两侧支架立柱(102)顶端连接,所述支撑梁(104)两端分别与两侧支架立柱(102)中部相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于轴向引线抗拉试验的装置,其特征在于:所述器件保温体(2)包括保温金属柱(201)、金属通孔(202)、加热孔(203)、测温孔(204)、支撑外环(205),其中所述金属通孔(202)设置于保温金属柱(201)中心并于试验时存放被测二极管,所述用于放置加热棒的加热孔(203)分别设置于保温金属柱(201)顶端通孔左右两侧,所述用于放置温度探测器进行实时测温的测温孔(204)分别设置于保温金属柱(201)顶端通孔上下两侧,所述支撑外环(205)设置于保温金属柱(201)上半部分并于试验时保温金属柱(201)挂于支撑梁(104)上。
4.根据权利要求1所述的一种用于轴向引线抗拉试验的装置,其特征在于:所述器件固定器(3)包括螺栓接头(301)、斜面中心孔(302)、紧固螺钉孔(303),所述螺栓接头(301)设置于器件固定器(3)首端并螺接于固定梁(103)下方,所述斜面中心孔(302)设置于器件固定器(3)中部并于试验时为被测二极管负极端上电,所述紧固螺钉孔(303)设置于器件固定器(3)下部侧面,被测二极管引线由器件固定器(3)底部引入斜面中心孔(302)并通过平头螺丝旋入紧固螺钉孔(303)进行固定。
5.根据权利要求4所述的一种用于轴向引线抗拉试验的装置,其特征在于:所述斜面中心孔(302)一侧端面与器件固定器(3)底面平行,另一侧端面为以60°倾角沿圆周方向延伸并由侧面引出的斜面。
6.根据权利要求3所述的一种用于轴向引线抗拉试验的装置,其特征在于:所述装置支架(1)、保温金属柱(201)、支撑外环(205)、器件固定器(3)材料均为不锈钢。
7.根据权利要求1~6任一所述的一种用于轴向引线抗拉试验的装置,其特征在于:所述砝码挂钩(4)重量为40-60g。
8.根据权利要求1~4所述的一种用于轴向引线抗拉试验的装置,其特征在于:所述器件保温体(2)及对应安装通孔、器件固定器(3)及对应安装通孔、砝码挂钩(4)数量均为5个。
9.一种用于轴向引线抗拉试验装置的操作方法,其特征在于步骤如下:
(1)将被测二极管一端的引线固定在器件固定器(3)中,调整被测二极管高度使得被测二极管壳体完全处于金属通孔(202)内,调整器件保温体(2)位置使得被测二极管竖直;
(2)在常温下对被测二极管正向进行压降测试,对被测二极管正向施加100mA电流,记录被测二极管正向压降值;
(3)利用温度控制系统将被测二极管加热至150℃,并等待30min直至被测二极管温度稳定;
(4)在步骤(3)被测二极管温度稳定后进行正向100mA通电,并再次进行被测二极管正向压降测试并记录正向压降值;
(5)在步骤(4)记录完成后,在被测二极管下方施加砝码,使得被测二极管承受拉力为35N,记录其高温加力状态下通电100mA情况下的正向压降值,并将所有记录的正向压降值进行对比。
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