JP2000046712A - 液相式熱衝撃試験装置 - Google Patents

液相式熱衝撃試験装置

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JP2000046712A
JP2000046712A JP10215896A JP21589698A JP2000046712A JP 2000046712 A JP2000046712 A JP 2000046712A JP 10215896 A JP10215896 A JP 10215896A JP 21589698 A JP21589698 A JP 21589698A JP 2000046712 A JP2000046712 A JP 2000046712A
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temperature
temperature tank
low
thermal shock
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Yoshikazu Kobayashi
義和 小林
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定対象物に加える熱ストレスの変動を無
くし、本来の熱衝撃試験を正確で且つ高い再現性で実施
できる液相式熱衝撃試験装置を提供する。 【解決手段】 被測定対象物6に熱ストレスを加える高
温槽1と低温槽2とを有し、各槽1,2における被測定
対象物6の表面温度を管理して熱ストレスを制御する制
御手段5を設ける。熱ストレスを加える高温槽1と低温
槽2とには、同種の浸漬液を使用する。プリント配線板
を評価する場合において、制御手段5は常時測定されて
いる抵抗値の変化を異常と判定した際に、高温槽1と低
温槽2との間を交互に移動した試験サイクル数をカウン
トするカウント判定手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定対象物に熱
衝撃ストレスを与えて電気的特性の変化や機械的耐久性
の判別等を行なうために使用される液相式熱衝撃試験装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の液相式熱衝撃試験方法と
しては、表1に示すJIS規格(JIS C 5012
9.3)熱衝撃に定められているように、高温槽には
シリコーンオイルを使用し、低温槽には有機溶剤を使用
する等など夫々異なる溶液を使用し、液温と被測定対象
物の浸漬時間を管理して熱ストレスを加える方式が採ら
れている。
【0003】
【表1】
【0004】この場合は、被測定対象物に熱ストレスを
繰り返し加えた一定サイクル後に抵抗値の測定を行なっ
て試験結果を判断するものとしている。
【0005】また、従来のプリント配線基板の評価方法
として、例えば、特開平6−3399号公報に記載され
た表1のJIS試験条件に開示されているように、1サ
イクルの1ステップでは、浸漬液がシリコーンオイル等
で高温槽の温度が260℃前後、浸漬時間が3〜5秒で
あり、1サイクルの2ステップでは、浸漬液が移送され
て、低温槽の温度が20±15℃、浸漬時間15秒以内
であり、1サイクルのの3ステップでは、浸漬液が有機
溶剤等で低温槽の温度が20±15℃、浸漬時間20秒
であり、1サイクルの4ステップでは、浸漬液が移送さ
れて、低温槽の温度が20±15℃、浸漬時間15秒以
内とした条件でプリント配線基板の電気的特性の変化や
機械的耐久性の判別等の評価が行なわれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、図4に示すように、被測定対象物aの場合では
低温時間と高温時間とによる1サイクル毎において温度
に差が生じ、しかも被測定対象物aの場合の温度変化と
被測定対象物bの場合の温度変化とに示すように、各被
測定対象物毎に温度幅に差が生じる等の被測定対象物の
大きさや浸漬時間の誤差によって熱ストレス量が大きく
変化することがある。
【0007】また、従来例では、高温槽と低温槽の浸漬
液の種類が異なるため、試験を進めていくうちに互いの
浸漬液が混合して浸漬液自体の性質が異なってしまうた
めに温度管理が難しくなることがあり、場合によっては
発火する危険性もある。
【0008】さらに、従来例では、一定サイクル後に被
測定対象物の測定を測定しているが、故障となる原因が
いつ発生したのかも分からないことや、亀裂等は低温時
には密着されてしまい、その発生を見逃す場合がある。
【0009】本出願に係る第1の発明の目的は、被測定
対象物に加える熱ストレスを一定にすることにある。
【0010】本出願に係る第2の発明の目的は、一定の
試験条件を安全にして実施することにある。
【0011】本出願に係る第3の発明の目的は、被測定
対象物の寿命を明確にすることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本出願に係る第1の発明
の目的を実現する構成としては、請求項1記載のよう
に、被測定対象物を高温槽と低温槽に交互に浸漬させて
被測定対象物の特性を電気的に測定し、被測定対象物の
状態を検出する液相式熱衝撃試験装置において、前記高
温槽と低温槽の中の被測定対象物の表面温度を管理しな
がら被測定対象物を高温槽と低温槽の間で交互に移動さ
せることを特徴とする。
【0013】上記した構成によれば、被測定対象物に加
える熱ストレスの変動を無くしてこれを一定に保持させ
ておくことができ、そのため本来の熱衝撃試験を正確で
且つ高い再現性で実施することができる。
【0014】本出願に係る第2の発明の目的を実現する
第2の構成としては、請求項2記載のように、前記熱ス
トレスを加える高温槽と低温槽とに入れられる熱媒体
は、同種の浸漬液を使用したことを特徴とする。
【0015】上記した構成によれば、浸漬液の交換等を
不要とし、管理が容易なものとなると共に、発火の虞れ
もなく安全に試験を行なうことができる。
【0016】本出願に係る第3の発明の目的を実現する
構成としては、請求項3記載のように、前記被測定対象
物をプリント配線基板とし、常時測定している抵抗値の
変化が異常として判定された際に、高温槽と低温槽の間
で交互に移動した試験サイクル数をカウントさせるカウ
ント判定手段を有することを特徴とする。
【0017】上記した構成によれば、故障発生の見逃し
がなくなり正確な故障サイクル数を求めることができ
る。
【0018】
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は、本
発明の第1の実施の形態を示す試験装置の概要である。
同図において、試験装置には、温度制御可能な高熱源と
して例えばヒータを備えた高温槽1と、温度上昇を防止
するための温度制御可能な低熱源として冷却器を備えた
低温槽2とを隣接配置させた試験槽を備えており、熱媒
体である浸漬液として例えばシリコーンオイル等の同種
液を高温槽1と低温槽2とに入れてある。
【0019】また、試験装置には、例えばデジタルマル
チメータ等の温度・抵抗測定器4で測定した被測定対象
物の表面温度や抵抗値を管理するための例えば記憶装置
を兼ねたパソコン等を使用した制御装置5を備え、被測
定対象物の表面温度や抵抗値が設定値に達したら制御装
置5が例えば多関節ロボット等を使用した移動装置3に
命令して被測定対象物6を高温槽1から低温槽2あるい
は低温槽2から高温槽1に移動させ、故障発生時には移
動装置3を自動的に停止させるように機能するものして
いる。
【0020】次に、本実施の形態における試験装置の使
用手順について説明する。
【0021】先ず、第1段階として、被測定対象物6を
高温槽1に移動させる。
【0022】第2段階として、被測定対象物6の表面温
度を測定しながら目標温度に達するまで高温槽1内に浸
漬する。このとき、被測定対象物6の抵抗測定等を行な
っている場合は、抵抗値の変動も観察する。
【0023】第3段階として、被測定対象物6の表面温
度が目標温度に達したら制御装置5が移動装置3に命令
して被測定対象物6を高温槽1から低温槽2に移動させ
る。第4段階として、被測定対象物6の表面温度を測定
しながら目標温度に達するまで低温槽2内に浸漬する。
このとき、被測定対象物6の抵抗測定等を行なっている
場合は、抵抗値の変動も観察する。
【0024】第5段階として、被測定対象物6の表面温
度が目標温度に達したら前記第1段階から同じ動作を繰
り返えす。
【0025】以上の第1段階から第5段階までの動作を
1サイクルとし、被測定対象物6に故障が発生するまで
繰返し試験を実施する。
【0026】
【実施例】本発明に係る第1の実施の形態における実施
例について図1乃至図3に基づき説明する。
【0027】本実施例では、プリント配線板のスルーホ
ール部に対する熱疲労寿命の評価について説明する。
【0028】被測定対象物となるプリント配線板は、図
3に示すように、裏表交互に縫目状となるようにスルー
ホール部相互を接続配線し、全スルーホール部の導通抵
抗と表面温度が同時に測定できるようにする。このと
き、導通抵抗を温度に換算する場合には、パターンの金
属材料に対する固有抵抗と温度係数とで算出する。
【0029】本実施例の熱衝撃試験条件例としては、表
2に示すような条件となるように設定する。
【0030】
【表2】
【0031】すなわち、試験槽温度は高温側では260
℃、低温側では20℃とし、目標被測定対象物表面温度
は高温側では200℃、低温側では50℃とする。
【0032】また、試験は、高温槽1に浸漬したプリン
ト配線板の表面温度が目標の温度に達するまで浸漬し、
目標温度に達したら低温槽2に移送する。そして、低温
槽2に浸漬したプリント配線板の表面温度が目標の温度
に達したら再度高温槽1に移送する。これを、スルーホ
ール部の導通抵抗を計測しながら、図2に示すように、
熱衝撃ストレスを加え、抵抗値の変化を故障として捉
え、故障を検出した時点で試験を終了する。
【0033】スルーホール部の抵抗値は温度によって変
化するため、測定時の温度と抵抗値を換算してスルーホ
ールメッキのクラックや断線の判断を行なう。またこれ
らの処理は、パソコンで行ない、各サイクル時の温度や
時間を記憶して試験サイクル数が判るようにする。
【0034】
【発明の効果】請求項1に係る発明によれば、被測定対
象物に加える熱ストレスの変動を無くしてこれを一定に
保持させておくことができ、そのため本来の熱衝撃試験
を正確で且つ高い再現性で実施することができる。
【0035】請求項2に係る発明によれば、浸漬液の交
換等を不要とし、管理が容易なものとなると共に、発火
の虞れもなく安全に試験を行なうことができる。
【0036】請求項3に係る発明によれば、故障発生の
見逃しがなくなり正確な故障サイクル数を求めることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本出願に係る発明の第1の実施の形態における
試験装置の概要を示す構成図
【図2】本出願に係る発明の第1の実施の形態における
被測定対象物表面温度と抵抗値の時間変化を示した図
【図3】本出願に係る発明の第1の実施の形態における
被測定対象物の配線を示した平面図
【図4】従来例を示す被測定対象物表面温度の時間変化
を示した図
【符号の説明】
1…高温槽 2…低温槽 3…移動装置 4…測定器 5…制御装置 6…被測定対象

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定対象物を高温槽と低温槽に交互に
    浸漬させて被測定対象物の特性を電気的に測定し、被測
    定対象物の状態を検出する液相式熱衝撃試験装置におい
    て、前記高温槽と低温槽の中の被測定対象物の表面温度
    を管理しながら被測定対象物を高温槽と低温槽の間で交
    互に移動させることを特徴とする液相式熱衝撃試験装
    置。
  2. 【請求項2】 前記熱ストレスを加える高温槽と低温槽
    とに入れられる熱媒体は、同種の浸漬液を使用したこと
    を特徴とする請求項1記載の液相式熱衝撃試験装置。
  3. 【請求項3】 前記被測定対象物をプリント配線基板と
    し、常時測定している抵抗値の変化が異常として判定さ
    れた際に、高温槽と低温槽の間で交互に移動した試験サ
    イクル数をカウントさせるカウント判定手段を有するこ
    とを特徴とする請求項1または2記載の液相式熱衝撃試
    験装置。
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