CN113390732A - 一种大推力焊点强度剪切力测试装置 - Google Patents

一种大推力焊点强度剪切力测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种大推力焊点强度剪切力测试装置，包括：测试装置底板、测试工具、活动支架、用于加大所述活动支架的活动端相对于所述测试装置底板的摩擦力的压紧机构、用于测试剪切力的测力传感器、用于检测所述测试工具的接触位置的位移检测机构、用于给所述活动支架的活动端提供抵抗力矩的阻挡梁和控制电路板；其中，所述测力传感器、位移检测机构分别与所述控制电路板信号连接。本发明实现了在大力量的剪切测试中确保可靠的受力姿态、可靠的力学测试结果，提升了检测精度，提升了测试装置的使用寿命，提升了力学测试量程范围。

Description

一种大推力焊点强度剪切力测试装置
技术领域
本发明涉及大推力焊点强度剪切力测试技术领域，特别涉及一种大推力焊点强度剪切力测试装置。
背景技术
剪切力测试模块广泛应用于各种半导体器件封装、PCB组装制造或显示屏COB制造等等工艺过程中的剪切力测试中。随着大功率器件制造的逐步推广，对剪切力测试的力量要求已经大大提升，通常一个用于电力火车的IBGT驱动模块的焊点剪切测试力量已经超过200KG，烧结银技术的焊接点，其剪切测试的力量已经超过400KG。现有的剪切力测试模块已经不能在大力量的剪切测试中确保可靠的受力姿态、可靠的力学测试结果，且精度差、寿命低。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种大推力焊点强度剪切力测试装置，旨在实现在大力量的剪切测试中确保可靠的受力姿态、可靠的力学测试结果，提升检测精度，提升测试装置的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了一种大推力焊点强度剪切力测试装置，包括：测试装置底板、测试工具、活动支架、用于加大所述活动支架的活动端相对于所述测试装置底板的摩擦力的压紧机构、用于测试剪切力的测力传感器、用于检测所述测试工具的接触位置的位移检测机构、用于给所述活动支架的活动端提供抵抗力矩的阻挡梁和控制电路板；其中，测力传感器、位移检测机构分别与所述控制电路板信号连接。
本发明进一步的技术方案是，所述测力传感器固定安装于所述活动支架的活动端的底部，所述测试工具固定安装于所述测力传感器的底部；所述位移检测机构安装于所述测试装置底板上；所述活动支架的固定端固定安装于所述测试装置底板上，所述活动支架的活动端可相对于所述测试装置底板沿竖直方向上下运动，所述阻挡梁安装于所述测试装置底板上，所述活动支架的活动端的上端穿设于所述阻挡梁内，且可相对于所述阻挡梁滑动运动。
本发明进一步的技术方案是，所述位移检测机构包括位移传感器和与所述位移传感器相配合的位移探针，其中，所述位移传感器安装于所述测试装置底板上，所述位移探针安装于所述活动支架的活动端，或者，
所述位移传感器安装于所述活动支架的活动端，所述位移探针安装于所述测试装置底板上。
本发明进一步的技术方案是，所述活动支架的活动端的底部开设有用于安装所述测力传感器的圆孔。
本发明进一步的技术方案是，所述测力传感器的前端设置有用于安装所述测试工具的安装孔。
本发明进一步的技术方案是，所述压紧机构包括固定安装在所述测试装置底板正面的电磁压紧机构，所述电磁压紧机构的压板平行设置于所述活动支架的活动端的正面的前方，所述电磁压紧机构与所述控制电路板联通。
本发明进一步的技术方案是，所述压紧机构包括安装在所述测试装置底板的背部的压紧气缸，所述压紧气缸通过螺丝和弹簧安装在所述测试装置底板的背部。
本发明进一步的技术方案是，还包括安装于所述测试装置底板上的电路快速接头和气路接头，所述电路快速接头、气路接头分别与所述控制电路板联通。
本发明进一步的技术方案是，还包括安装于所述测试装置底板上，用于检测所述活动支架的活动端的位移量的应变元件。
本发明进一步的技术方案是，还包括与所述测试装置底板固定连接的下侧板，所述下侧板上开设有通孔，所述测力传感器的下端无接触地穿过所述通孔。
本发明大推力焊点强度剪切力测试装置的有益效果是：本发明通过上述技术方案，包括：测试装置底板、测试工具、活动支架、用于加大所述活动支架的活动端相对于所述测试装置底板的摩擦力的压紧机构、用于测试剪切力的测力传感器、用于检测所述测试工具的接触位置的位移检测机构、用于给所述活动支架的活动端提供抵抗力矩的阻挡梁和控制电路板；其中，测力传感器、位移检测机构分别与所述控制电路板信号连接；所述测力传感器固定安装于所述活动支架的活动端的底部，所述测试工具固定安装于所述测力传感器的底部；所述位移检测机构安装于所述测试装置底板上；所述活动支架的固定端固定安装于所述测试装置底板上，所述活动支架的活动端可相对于所述测试装置底板沿竖直方向上下运动，所述阻挡梁安装于所述测试装置底板上，所述活动支架的活动端的上端穿设于所述阻挡梁内，且可相对于所述阻挡梁滑动运动，实现了在大力量的剪切测试中确保可靠的受力姿态、可靠的力学测试结果，提升了检测精度，提升了测试装置的使用寿命，提升了力学测试量程范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明大推力焊点强度剪切力测试装置较佳实施例的正视图；
图2是本发明大推力焊点强度剪切力测试装置较佳实施例的分解结构示意图；
图3是本发明大推力焊点强度剪切力测试装置较佳实施例的左视图；
图4是本发明大推力焊点强度剪切力测试装置较佳实施例的立体结构示意图。
附图标号说明：
测试装置底板1；测试工具2；活动支架3；活动支架的活动端4；活动支架的固定端5；压板6；测力传感器7；位移检测机构8；阻挡梁9；控制电路板10；位移传感器11；位移探针12；圆孔13；安装孔14；压紧气缸15；电路快速接头16；气路接头17；应变元件18；外壳19；下侧板20；通孔21。
本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
请参照图1至图4，本发明提出一种大推力焊点强度剪切力测试装置，本发明大推力焊点强度剪切力测试装置较佳实施例包括测试装置底板1、测试工具2、活动支架3、用于加大所述活动支架的活动端4相对于所述测试装置底板1的摩擦力的压紧机构、用于测试剪切力的测力传感器7、用于检测所述测试工具2的接触位置的位移检测机构8、用于给所述活动支架的活动端4提供抵抗力矩的阻挡梁9和控制电路板10；其中，测力传感器7、位移检测机构8分别与所述控制电路板10信号连接。
其中，所述测力传感器7固定安装于所述活动支架的活动端4的底部，所述测试工具2固定安装于所述测力传感器7的底部；所述位移检测机构8安装于所述测试装置底板1上；所述活动支架的固定端5固定安装于所述测试装置底板1上，所述活动支架的活动端4可相对于所述测试装置底板1沿竖直方向上下运动，所述阻挡梁9安装于所述测试装置底板1上，所述活动支架的活动端4的上端穿设于所述阻挡梁9内，且可相对于所述阻挡梁9滑动运动。
本实施例中，所述位移检测机构8用于检测所述测试工具2的位置，当整个大推力焊点强度剪切力测试装置朝向待测试物体的基板运动，且当所述测试工具2与基板相接触时，所述活动支架的活动端4向上轻微运动，所述位移传感器11检测到所述该轻微运动后向所述控制电路板10发送接触信号，所述控制电路板10在接收到接触信号后，控制所述压紧机构压紧所述活动支架3，增大所述活动支架的活动端4与所述测试装置底板1的摩擦力，控制整个大推力焊点强度剪切力测试装置带动所述活动支架的活动端4、测试工具2向上同步运动一个剪切高度，例如50微米后停住，由此所述测试工具2获得了一个相对于测试物体的基板平面的剪切高度；之后主机的主控系统控制主机的XY轴实施水平方向的运动，开始执行剪切力测试动作。
可以理解的是，在测试受力的过程中，所述活动支架的活动端4、测力传感器7和测试工具2组成一个受力杠杆；水平测试力F作用在所述测试工具2上,也就是受力杠杆的一端；受力杠杆的支点在所述活动支架的活动端4的下端与所述测试装置底板1接触的位置；而受力杠杆的另一端则被所述阻挡梁9的横梁压着，所述阻挡梁9向受力杠杆提供抵抗力矩；由于所述阻挡梁9是固定且牢靠的连接在所述测试装置底板1上,且位于所述活动支架的活动端4的上端位置，因此，随着作用在所述测试工具2上的水平测试力的增加，所述阻挡梁9向受力杠杆另一端提供的抵抗力矩也同步增加。2个M4的螺丝固定的所述阻挡梁9就能提供超过2000KG以上的力量，而大推力剪切测试的力量通常在1000KG以内，所以500KG-1000KG级别的大推力测试能够在受力姿态被保持的情况下完成。当然，在需要的情况下，还可以换装大号的高强度螺丝，以提供更大的力量，而仍然保持小巧的测试模块的体积。所述压紧机构可以采用电磁压紧机构，考虑到在对所述活动支架的活动端4进行压紧时只需要提供10KG的压紧力即可，因而不需要体积过大的电磁系统。所述电磁压紧机构可以被气缸替代，但同样是体积的限制，按6BAR的工业常用气压计算，要达到2000KG以上压力的气缸直径将超过20CM，其体积过大。
进一步地，本实施例中，所述位移检测机构8包括位移传感器11和与所述位移传感器11相配合的位移探针12，其中，所述位移传感器11安装于所述测试装置底板1上，所述位移探针12安装于所述活动支架的活动端4。
或者，所述位移传感器11安装于所述活动支架的活动端4，所述位移探针12安装于所述测试装置底板1上。
在所述测试工具2与待测试物体的基板接触时，所述活动支架的活动端4向上轻微运动，带动所述位移探针12或位移传感器11向上轻微运动，进而所述位移探针12和所述位移传感器11发生相对位移，所述位移传感器11检测到位移信号后，将位移信号发送至所述控制电路板10。
进一步地，本实施例中，所述活动支架的活动端4的底部开设有用于安装所述测力传感器7的圆孔13。
具体实施时，可通过螺丝将所述测力传感器7固定安装于所述圆孔13内。
进一步地，本实施例中，所述测力传感器7的前端设置有用于安装所述测试工具2的安装孔14。
具体实施时，可通过螺丝将所述测试工具2固定安装于所述安装孔14内。
作为一种实施方案，本实施例中，所述压紧机构包括固定安装在所述测试装置底板1正面的电磁压紧机构，所述电磁压紧机构的压板6平行设置于所述活动支架的活动端4的正面的前方，所述电磁压紧机构与所述控制电路板10联通。
当所述位移传感器11将位移信号发送至所述控制电路板10后，所述控制电路板10控制所述压板6压紧所述活动支架的活动端4。需要说明的是，本实施例中，所述电磁压紧机构只需要提供10KG的压紧力即可，因而不需要体积过大的电磁系统。
作为另一实施方案，本实施例中，所述压紧机构包括安装在所述测试装置底板1的背部的压紧气缸15，所述压紧气缸15通过螺丝和弹簧安装在所述测试装置底板1的背部。
进一步地，本实施例中，该大推力焊点强度剪切力测试装置还包括安装于所述测试装置底板1上的电路快速接头16和气路接头17，所述电路快速接头16、气路接头17分别与所述控制电路板10联通。
具体实施时，可将所述电路快速接头16和气路接头17安装于所述测试装置底板1的左侧。本实施例中，所述控制电路板10内安装有高速处理器，直接将各种模拟量数值化并直接处理控制，大幅度减少模拟量的传输距离，直接提升测试精度。
另外，本实施例中，该大推力焊点强度剪切力测试装置还包括安装于所述测试装置底板1上，用于检测所述测试工具2的接触位置的应变元件18。
本实施例通过所述应变元件18检测所述测试工具2的接触位置，有利于精准的控制所述测试工具2上升的剪切高度，以进一步提升测试精度。
本实施例中，该大推力焊点强度剪切力测试装置还包括与所述测试装置底板1固定连接的外壳19和下侧板20，所述下侧板20上开设有通孔21，所述测力传感器7的下端无接触地穿过所述通孔21。
本发明大推力焊点强度剪切力测试装置的有益效果是：本发明通过上述技术方案，包括：测试装置底板、测试工具、活动支架、用于加大所述活动支架的活动端相对于所述测试装置底板的摩擦力的压紧机构、用于测试剪切力的测力传感器、用于检测所述测试工具的位置的位移检测机构、用于给所述活动支架的活动端提供抵抗力矩的阻挡梁和控制电路板；其中，所述压紧机构、测力传感器、位移检测机构分别与所述控制电路板信号连接；所述测力传感器固定安装于所述活动支架的活动端的底部，所述测试工具固定安装于所述测力传感器的底部；所述位移检测机构安装于所述测试装置底板上；所述活动支架的固定端固定安装于所述测试装置底板上，所述活动支架的活动端可相对于所述测试装置底板沿竖直方向上下运动，所述阻挡梁安装于所述测试装置底板上，所述活动支架的活动端的上端设穿设于所述阻挡梁内，且可相对于所述阻挡梁滑动运动，实现了在大力量的剪切测试中确保可靠的受力姿态、可靠的力学测试结果，提升了检测精度，提升了测试装置的使用寿命，提升了力学测试量程范围。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，包括：测试装置底板、测试工具、活动支架、用于加大所述活动支架的活动端相对于所述测试装置底板的摩擦力的压紧机构、用于测试剪切力的测力传感器、用于检测所述测试工具的接触位置的位移检测机构、用于给所述活动支架的活动端提供抵抗力矩的阻挡梁和控制电路板；其中，所述测力传感器、位移检测机构分别与所述控制电路板信号连接。
2.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，所述测力传感器固定安装于所述活动支架的活动端的底部，所述测试工具固定安装于所述测力传感器的底部；所述位移检测机构安装于所述底板上；所述活动支架的固定端固定安装于所述底板上，所述活动支架的活动端可相对于所述测试装置底板沿竖直方向上下运动，所述阻挡梁安装于所述测试装置底板上，所述活动支架的活动端的上端穿设于所述阻挡梁内，且可相对于所述阻挡梁滑动运动。
3.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，所述位移检测机构包括位移传感器和与所述位移传感器相配合的位移探针，其中，所述位移传感器安装于所述测试装置底板上，所述位移探针安装于所述活动支架的活动端，或者，
所述位移传感器安装于所述活动支架的活动端，所述位移探针安装于所述测试装置底板上。
4.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，所述活动支架的活动端的底部开设有用于安装所述测力传感器的圆孔。
5.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，所述测力传感器的前端设置有用于安装所述测试工具的安装孔。
6.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，所述压紧机构包括固定安装在所述测试装置底板正面的电磁压紧机构，所述电磁压紧机构的压板平行设置于所述活动支架的活动端的正面的前方，所述电磁压紧机构与所述控制电路板联通。
7.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，所述压紧机构包括安装在所述测试装置底板的背部的压紧气缸，所述压紧气缸通过螺丝和弹簧安装在所述测试装置底板的背部。
8.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，还包括安装于所述测试装置底板上的电路快速接头和气路接头，所述电路快速接头、气路接头分别与所述控制电路板联通。
9.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，还包括安装于所述测试装置底板上，用于检测所述活动支架的活动端的位移量的应变元件。
10.根据权利要求1所述的大推力焊点强度剪切力测试装置，其特征在于，还包括与所述测试装置底板固定连接的下侧板，所述下侧板上开设有通孔，所述测力传感器的下端无接触地穿过所述通孔。
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