CN110044733A - 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置 - Google Patents

一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110044733A
CN110044733A CN201910397493.XA CN201910397493A CN110044733A CN 110044733 A CN110044733 A CN 110044733A CN 201910397493 A CN201910397493 A CN 201910397493A CN 110044733 A CN110044733 A CN 110044733A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shaped base
solder joint
test board
auxiliary device
distorting stress
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910397493.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110044733B (zh
Inventor
黄春跃
高超
付玉祥
赵胜军
唐香琼
路良坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Electronic Technology
Original Assignee
Guilin University of Electronic Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Electronic Technology filed Critical Guilin University of Electronic Technology
Priority to CN201910397493.XA priority Critical patent/CN110044733B/zh
Publication of CN110044733A publication Critical patent/CN110044733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110044733B publication Critical patent/CN110044733B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/26Investigating twisting or coiling properties

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明涉及实验室仪器及设备技术领域,具体为一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,包括测试板、日字型底座和二个旋转模块,二个相向排列的所述旋转模块与日字型底座滑动连接,所述旋转模块包括可绕水平轴线转动的旋转头和支撑架,二个相向排列的所述旋转模块上旋转头的水平轴线相互重合,所述测试板位于二个旋转模块之间,其两端分别与二个所述旋转头上的夹板固定,所述支撑架垂直放置在所述日字型底座上,其底部设有滑槽与所述日字型底座的水平导轨滑动连接。通过控制旋转模块正反向旋转角度,从而带动测试板扭转,使测试板产生向上和向下相同距离的位移,通过控制旋转角度的不同会产生不同大小的扭转应力,进而将扭转应力大小变化数据通过电路与串口方式输入计算机进行计算与分析。

Description

一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置
技术领域
本发明涉及实验室仪器及设备技术领域,具体为一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置。
背景技术
随着集成电路高速发展的今天,电子产品在市场中的需求已经朝着多功能、微小尺寸、消耗功率低以及花费成本低的方向快速发展,电子产品的可靠性占有越来越重要的地位。电子产品在使用过程中,不可避免的会受到各种不可预知的外力作用,由于焊点的尺寸逐渐减小容易带来各种可靠性问题,加上焊点容易受到外力(扭转载荷)的作用,因此对微尺度焊点进行受到扭转载荷时的可靠性研究十分必要。
目前在工程领域上,无论国家863计划或国家自然基金项目还是军工等项目,都有涉及到扭转应力测量的课题研究,使用应变花是一种常用的测试手段,应变花使用多个应变片进行多个方向应变测量,能精确地测量被测表面的应变,但是在进行相关的科研时,如何精准的控制被测产品的变形量,我们会发现还缺少这种测量操作时所需要的辅助装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,包括测试板、日字型底座和二个旋转模块,二个相向排列的所述旋转模块与日字型底座滑动连接,所述日字型底座呈水平放置,所述旋转模块包括可绕水平轴线转动的旋转头和支撑架,二个相向排列的所述旋转模块上旋转头的水平轴线相互重合,所述测试板位于二个旋转模块之间,其两端分别与二个所述旋转头上的夹板固定,所述支撑架垂直放置在所述日字型底座上,其底部设有滑槽与所述日字型底座的水平导轨滑动连接。
进一步的,所述支撑架上设有与所述水平轴线同心的弧形槽,所述旋转头设有连接柱穿过所述弧形槽与夹板连接。
进一步的,所述旋转头由涡轮蜗杆机构的涡轮带动,蜗杆与摇把相连。
进一步的,所述旋转模块上还配有高度尺,所述高度尺放置在所述支撑架上。
进一步的,所述旋转模块上设有刻度盘,所述刻度盘呈圆弧形,其弧形轴线与所述旋转头的水平轴线重合。
进一步的,所述日字型底座设有带有刻度的水平导轨,所述支撑架设有将所述支撑架固定在所述水平导轨上的紧固螺钉。
进一步的,所述夹板上设有平头螺钉将所述测试板固定。
进一步的,所述日字型底座的底面设有至少三个用于调整所述日字型底座水平状态的调节螺钉。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
通过控制旋转模块正反向旋转角度,两侧的旋转模块分别向不同的方向旋转,从而带动测试板扭转,使测试板产生向上和向下相同距离的位移,通过控制旋转角度的不同会产生不同大小的扭转应力,进而将扭转应力大小变化数据通过电路与串口方式输入计算机,开始计算与分析,达到实验研究要求。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图;
图2为本发明的旋转模块正面示意图;
图3为本发明的旋转模块背面示意图;
图4为本发明的日字型底座结构示意图;
图5为本发明的测试板测试时的扭曲状态示意图。
图中:1.旋转模块、2.测试板、3.日字型底座、4.高度尺、5.应变花、6.动态电阻应变仪、7.计算机、1-1.支撑架、1-2.涡轮蜗杆机构、1-3.摇把、1-4.紧固螺钉、1-5.夹板、1-6.平头螺钉、1-7.刻度盘、1-8.圆柱销、1-9.连接柱、1-10.弧形槽、1-11.旋转头、3-1.调节螺钉。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图4,本发明提供一种技术方案:
一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,包括测试板2、日字型底座3、二个旋转模块1和高度尺4,二个相向排列的旋转模块1与水平放置的日字型底座3滑动连接,旋转模块1还包括支撑架1-1、涡轮蜗杆机构1-2、摇把1-3、紧固螺钉1-4、夹板1-5、平头螺钉1-6、刻度盘1-7、圆柱销1-8、连接柱1-9、弧形槽1-10、旋转头1-11,涡轮蜗杆机构1-2的输出端带动旋转头1-11可绕水平轴线转动,涡轮蜗杆机构1-2的输入端设有摇把1-3,二个相向排列的旋转模块1上旋转头1-11的水平轴线相互重合;除涡轮蜗杆机构外,旋转头1-11还可使用其他形式的旋转机构(如分度头)带动旋转;测试板2位于二个旋转模块1之间,其两端通过平头螺钉1-6固定在旋转头1-11的夹板1-5上,通过二个旋转头1相互反向旋转一个角度,来模拟测试板2受到扭曲时所产生的扭曲应力对焊点的影响;支撑架1-1垂直安装在日字型底座3上,支撑架1-1底部的滑槽在日字型底座3的水平导轨上滑动;支撑架1-1上设有与旋转头1-11水平轴线同心的弧形槽1-10,旋转头1-11上的连接柱1-9穿过弧形槽1-10与夹板1-5连接,刻度盘1-7通过圆柱销1-8固定在支撑架1-1上,通过刻度盘1-7上的刻度可以观察到测试板2所扭曲的角度;在靠近测试板2的一端的侧面有一把高度尺4,高度尺4可安装或放置在支撑架1-1上;日字型底座3的水平导轨上设有刻度,便于根据测试板2的尺寸快速将支撑架1-1调整到合适的位置,再利用支撑架1-1上的紧固螺钉1-4可以将支撑架1-1固定在日字型底座3的水平导轨上;日字型底座3的底面设有四个调节螺钉3-1,用于调整日字型底座3水平状态。
工作原理:将应变花5贴在测试板2需要测试的焊点上,并将应变片上的导线与数据线连接在一起,数据线的另一端与动态电阻应变仪6相连接,动态电阻应变仪6与计算机7连接在一起,在测试过程中,当测试板2扭转到一定角度时固定,然后利用应变花计算公式(见公式1-1至公式1-6)通过计算机7可以算出该点的扭转应变和扭转应力从而获取相对应的数据;通过(公式1-7)可以得到测试板的位移量。
使用时,首先将电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置放置于平板上,调整日字型底座上的四个调节螺钉使整个装置处于水平状态,用水平尺进行检查是否合格,之后将已准备好的测试板装在四个夹板上,观察刻度盘上的刻度或通过水平尺调整测试板使之处于水平位置后再紧固夹板上的平头螺钉,转动摇把使两侧旋转头分别旋转相同的角度,使测试板处于扭曲状态,便可以通过计算机获得相应的扭转应变和扭转应力数据。
由应力状态理论分析可知,焊点处于平面应力状态。在被测位置平面内,沿x、y方向的线应变为εx、εy,剪应变为γxy,根据应变分析可知,该点任一方向的线应变计算公式为,
其中,
εx=ε εy=ε90° γxy=ε90°-2ε45°
由此得到主应变为,
或,
主应变的方向为,
若γxy=ε90°-2ε45°>0,则ε1与二、四相限的θ角度相对应;
在平面应力状态分析中,主应变ε1、ε2和主应力σ1、σ2方向一致,应用广义胡克定律,即可确定主应力σ1、σ2
式中Ε、μ分别为构件材料的弹性模量和泊松比。
同时,已知测试板的宽度d,在旋转模块扭转过程中,测试板也随之发生扭转,设定旋转的角度为α,然后通过公式:
式中:h表示测试板的位移量;d为测试板的宽度;r为d/2;α为测试板旋转的角度;
便可以得出测试板的位移量h,然后通过刻度盘加以验证,以缩小实验误差。
以上尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,采取以下方法步骤进行操作:
(1)将应变花5贴在测试板2需要测试的焊点上,并将应变片上的导线与数据线连接在一起,数据线的另一端与动态电阻应变仪6相连接,动态电阻应变仪6与计算机7连接在一起;
(2)将所述测量辅助装置放置于一块平板上,调整日字型底座上的四个调节螺钉,利用水平仪检查整个装置是否处于水平状态;
(3)将已准备好的测试板装在四个夹板上,借助水平仪及观察仪表盘上的刻度值将测试板调整至水平位置后再紧固夹板上的平头螺钉;
(4)转动左右两侧的所述旋转模块上的摇把,将旋转头分别旋转相同角度α,使测试板处于扭曲状态,通过以下公式便可以利用计算机计算获得相应焊点的扭转应变和扭转应力数据:
在被测位置平面内,沿x、y方向的线应变为εx、εy,剪应变为γxy,根据应变分析可知,该点任一方向的线应变计算公式为,
其中,
εx=ε εy=ε90° γxy=ε90°-2ε45°
由此得到主应变为,
或,
主应变的方向为,
若γxy=ε90°-2ε45°>0,则ε1与二、四相限的θ角度相对应;
在平面应力状态分析中,主应变ε1、ε2和主应力σ1、σ2方向一致,应用广义胡克定律,即可确定主应力σ1、σ2
式中Ε、μ分别为构件材料的弹性模量和泊松比。
(5)利用公式:
式中:h表示测试板的位移量;d为测试板的宽度,r为d/2;
便可以得出测试板的位移量h,然后通过刻度盘上的刻度加以验证。
2.一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,包括测试板(2)、日字型底座(3)和二个旋转模块(1),二个相向排列的所述旋转模块(1)与日字型底座(3)滑动连接,其特征在于:所述日字型底座(3)呈水平放置,所述旋转模块(1)包括可绕水平轴线转动的旋转头(1-11)和支撑架(1-1),二个相向排列的所述旋转模块(1)上旋转头(1-11)的水平轴线相互重合,所述旋转头(1-11)上设有夹板(1-5)将所述测试板(2)固定于二个旋转模块(1)之间,所述支撑架(1-1)垂直放置在所述日字型底座(3)上,其底部设有滑槽与所述日字型底座(3)的水平导轨滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,其特征在于:所述支撑架(1-1)上设有与所述水平轴线同心的弧形槽(1-10),所述旋转头(1-11)设有连接柱(1-9)穿过所述弧形槽(1-10)与所述夹板(1-5)连接。
4.根据权利要求1所述的一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,其特征在于:所述旋转头(1-11)由涡轮蜗杆机构(1-2)的涡轮带动,蜗杆与摇把(1-3)相连。
5.根据权利要求1所述的一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,其特征在于:所述旋转模块(1)上还配有高度尺(4),所述高度尺(4)放置在所述支撑架(1-1)上。
6.根据权利要求1所述的一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,其特征在于:所述旋转模块(1)上设有刻度盘(1-7),所述刻度盘(1-7)呈圆弧形,其圆弧形轴线与所述旋转头(1-11)的水平轴线重合。
7.根据权利要求1所述的一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,其特征在于:所述日字型底座(3)设有带有刻度的水平导轨,所述支撑架(1-1)设有将所述支撑架(1-1)固定在所述水平导轨上的紧固螺钉(1-4)。
8.根据权利要求1所述的一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,其特征在于:所述夹板(1-5)上设有平头螺钉(1-6)将所述测试板(2)固定。
9.根据权利要求1所述的一种电路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置,其特征在于:所述日字型底座(3)的底面设有至少三个用于调整所述日字型底座(3)水平状态的调节螺钉(3-1)。
CN201910397493.XA 2019-05-14 2019-05-14 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置 Active CN110044733B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910397493.XA CN110044733B (zh) 2019-05-14 2019-05-14 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910397493.XA CN110044733B (zh) 2019-05-14 2019-05-14 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110044733A true CN110044733A (zh) 2019-07-23
CN110044733B CN110044733B (zh) 2024-03-12

Family

ID=67281847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910397493.XA Active CN110044733B (zh) 2019-05-14 2019-05-14 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110044733B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110625211A (zh) * 2019-08-13 2019-12-31 桂林电子科技大学 焊点再流焊焊后冷却应力的测量系统及方法
CN110823683A (zh) * 2019-11-11 2020-02-21 颍上晶宫绿建节能建筑有限责任公司 一种混凝土预制件检测装置
CN111982961A (zh) * 2020-08-24 2020-11-24 桂林电子科技大学 一种线路板钎料层扭热耦合应力测试装置及测试方法
CN116539452A (zh) * 2023-07-07 2023-08-04 深圳市微特精密科技股份有限公司 一种pcb板分板循环检测装置及检测方法
CN117309625A (zh) * 2023-09-20 2023-12-29 江苏核电有限公司 一种自动化焊接检测方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB190203963A (en) * 1902-02-17 1903-01-29 Robert Richardson Apparatus for Indicating Torsional Stress of Hollow Shafts and for Controlling the Engines Driving such Shafts
JPH11132870A (ja) * 1997-10-31 1999-05-21 Sony Corp 応力測定器
JP2000097827A (ja) * 1998-09-28 2000-04-07 Sony Corp ねじり試験機
JP2003240692A (ja) * 2002-02-18 2003-08-27 Jfe Steel Kk 金属材料の衝撃捩り試験機
US20130047741A1 (en) * 2011-08-27 2013-02-28 Lecon Woo Method and Apparatus for Direct-Acting Wide Frequency Range Dynamic Mechanical Analysis of Materials
CN104165717A (zh) * 2014-08-19 2014-11-26 华中科技大学 一种机床螺栓连接处应力检测方法
CN210051655U (zh) * 2019-05-14 2020-02-11 桂林电子科技大学 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB190203963A (en) * 1902-02-17 1903-01-29 Robert Richardson Apparatus for Indicating Torsional Stress of Hollow Shafts and for Controlling the Engines Driving such Shafts
JPH11132870A (ja) * 1997-10-31 1999-05-21 Sony Corp 応力測定器
JP2000097827A (ja) * 1998-09-28 2000-04-07 Sony Corp ねじり試験機
JP2003240692A (ja) * 2002-02-18 2003-08-27 Jfe Steel Kk 金属材料の衝撃捩り試験機
US20130047741A1 (en) * 2011-08-27 2013-02-28 Lecon Woo Method and Apparatus for Direct-Acting Wide Frequency Range Dynamic Mechanical Analysis of Materials
CN104165717A (zh) * 2014-08-19 2014-11-26 华中科技大学 一种机床螺栓连接处应力检测方法
CN210051655U (zh) * 2019-05-14 2020-02-11 桂林电子科技大学 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHENG-JUN ZHAO, ET AL: "Simulation analysis of residual stress of BGA solder joints after reflow soldering based on element birth and death technology", 《19TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONIC PACKAGING TECHNOLOGY》, pages 973 - 976 *
吴枝根;刘一华;王美芹;詹春晓;李昊;: "一种测量平面主应力的简便方法", 实验技术与管理, no. 08, pages 30 - 31 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110625211A (zh) * 2019-08-13 2019-12-31 桂林电子科技大学 焊点再流焊焊后冷却应力的测量系统及方法
CN110625211B (zh) * 2019-08-13 2021-09-10 桂林电子科技大学 焊点再流焊焊后冷却应力的测量系统及方法
CN110823683A (zh) * 2019-11-11 2020-02-21 颍上晶宫绿建节能建筑有限责任公司 一种混凝土预制件检测装置
CN110823683B (zh) * 2019-11-11 2022-09-30 颍上晶宫绿建节能建筑有限责任公司 一种混凝土预制件检测装置
CN111982961A (zh) * 2020-08-24 2020-11-24 桂林电子科技大学 一种线路板钎料层扭热耦合应力测试装置及测试方法
CN116539452A (zh) * 2023-07-07 2023-08-04 深圳市微特精密科技股份有限公司 一种pcb板分板循环检测装置及检测方法
CN116539452B (zh) * 2023-07-07 2023-09-22 深圳市微特精密科技股份有限公司 一种pcb板分板循环检测装置及检测方法
CN117309625A (zh) * 2023-09-20 2023-12-29 江苏核电有限公司 一种自动化焊接检测方法
CN117309625B (zh) * 2023-09-20 2024-05-28 江苏核电有限公司 一种自动化焊接检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110044733B (zh) 2024-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110044733A (zh) 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置
CN105527602B (zh) 一种电能表校验平台
CN103776584B (zh) 转矩转速标准机
CN202002786U (zh) 桥梁挠度测试用仪器
CN108151694A (zh) 角位移传感器自动校准系统及方法
CN103247209A (zh) 电测法测试等强度梁弯扭组合梁内应力实验装置
CN106501974A (zh) 液晶显示面板检查装置的探头单元位置调整装置
CN210051655U (zh) 一种线路板焊点扭转应力及位移测量辅助装置
CN113588277B (zh) 一种针对发动机多尺寸外廓转子的测振装置及其数字孪生方法
CN106644320A (zh) 一种滚珠丝杠弯曲挠度检测装置及其检测方法
CN110196009A (zh) 一种线路板焊点弯扭应力位移测量及定位辅助装置
CN203811484U (zh) 一种微焊点蠕变性能测试装置
CN216523732U (zh) 一种电子元器件管脚平整度检测装置
CN106353183A (zh) 一种内力测量及其标定装置及其标定方法
CN206161429U (zh) 一种内力测量及其标定装置
CN206648567U (zh) 一种轴类零件测量装置
CN210893963U (zh) 一种电路板焊点弯振应力测量装置
CN205981543U (zh) 一种基于伺服驱动加载的三维力传感器动态响应标定装置
CN205941190U (zh) 一种带有旋转工作台的一体式推拉力试验机
CN205120829U (zh) 微电阻测试装置
CN209877829U (zh) 一种线路板焊点弯扭应力位移测量及定位辅助装置
CN100552455C (zh) 量测探棒支撑装置
CN110595913A (zh) 一种电路板焊点弯振应力测量装置及方法
JP2011227007A (ja) 材料試験機
CN209606092U (zh) 玻璃黑边调节机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant