JP2003065920A - 電子機器用強度試験機 - Google Patents
電子機器用強度試験機Info
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- JP2003065920A JP2003065920A JP2001252299A JP2001252299A JP2003065920A JP 2003065920 A JP2003065920 A JP 2003065920A JP 2001252299 A JP2001252299 A JP 2001252299A JP 2001252299 A JP2001252299 A JP 2001252299A JP 2003065920 A JP2003065920 A JP 2003065920A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電子回路を備えた供試体に所定の荷重を加
え、電子部品や電子回路が正常に動作するかどうかを評
価する電子機器用強度試験機を提供する。 【解決手段】 曲げ試験用治具１９に保持された、ＩＣ
チップや電子回路を備えたプリント基板２０に対して、
圧子１８によって曲げ荷重を加え、圧子１８の変位を検
出しながら、また圧子１８によりプリント基板２０に加
えられる荷重値をロードセル１６で検出しながら、電圧
計２５によりプリント基板２０上の任意の２点間の通電
状態を検出する。
え、電子部品や電子回路が正常に動作するかどうかを評
価する電子機器用強度試験機を提供する。 【解決手段】 曲げ試験用治具１９に保持された、ＩＣ
チップや電子回路を備えたプリント基板２０に対して、
圧子１８によって曲げ荷重を加え、圧子１８の変位を検
出しながら、また圧子１８によりプリント基板２０に加
えられる荷重値をロードセル１６で検出しながら、電圧
計２５によりプリント基板２０上の任意の２点間の通電
状態を検出する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップなど電
子部品を配置した電子回路が形成されたプリント基板を
備えた携帯用の小型電子機器の強度試験を行なう試験機
であって、荷重に対して、ＩＣチップなどの電子部品が
配置された電子回路が正常に作動するかを評価する強度
試験機に関する。 【０００２】 【従来の技術】昨今、携帯電話やＰＤＡ端末（携帯情報
端末）などの電子機器が小型化されたことに伴い、使用
者がこれら電子機器をポケットなどに収納し、体に身に
つけて携帯することが一般化されている。特に、使用者
が電子機器を腰部のポケットに収納したままで座った場
合、このような電子機器に過大な荷重が加わることによ
って、ケースなどは弾性変形の範囲内であるために破損
しなくても、ケース内部のプリント基板上の電子部品や
電子回路に破損が生じたりハンダが剥離して、電子機器
が使用不可能となるという事例が起こっている。 【０００３】そこで、このような荷重に耐え得るよう補
強を施した製品を開発するという目的で、まず使用不可
能となった電子機器の破損箇所を特定するため、例え
ば、Ｘ線検査装置を使用して検査したが、上記したよう
な電子部品や電子回路の破損やハンダの剥離は極めて微
小であるので、Ｘ線検査装置で得た画像データなどか
ら、その破損箇所を見極めることはできなかった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】一方、従来の材料試験
機では、ケースなどに所定の荷重を加え、その強度を評
価するような強度試験は行なわれていたが、電子部品を
配置した電子回路が形成されたプリント基板に所定の荷
重を加えて、電子部品を含めた電子回路が正常に動作す
るかどうかを評価するような強度試験機は存在しなかっ
た。本発明は、電子回路を備えたプリント基板に所定の
荷重を加え、電子部品を含めた電子回路が正常に動作す
るかどうかを評価する電子機器用強度試験機を提供する
ことを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の電子機器用強度
試験機は、試験用治具に保持された、電子回路を備えた
供試体に対して、アクチュエータの変位を変位検出手段
で検出しながら、またアクチュエータにより供試体に加
えられる荷重値を荷重検出手段で検出しながら、アクチ
ュエータにより曲げ荷重を加えると共に、電気信号計測
手段により供試体内の電子回路における任意の地点間の
通電状態を検出することを特徴とする。 【０００６】さらに、具体的には、供試体を曲げ試験用
治具に保持し、圧子により静的な曲げ荷重を加えること
により、供試体の曲げ荷重に対する強度評価が行なわれ
る。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の電子機器用強度試
験機の実施例について、図１〜図４に基づいて説明す
る。図１は本実施例の強度試験機の概略構成を示してい
る。 【０００８】強度試験機の上部機枠１１と下部機枠１２
との間に配設されたネジ棹１３が、電気式モータなどの
駆動機２３の回転駆動により、ネジ棹１３に螺合する駆
動ナット１４が固定されたクロスヘッド１５が上下動
し、クロスヘッド１５にロードセル１６を介して連接す
る押圧用治具１７の先端に固定された圧子１８が供試体
であるプリント基板２０に対して押圧の負荷を与える。
一方、プリント基板２０は、強度試験機の下部機枠１２
の中央に配置された曲げ試験用治具１９の凹部が形成さ
れた上面中央に配置される。プリント基板２０は、ＩＣ
チップなど電子部品を配置した電子回路を備える。 【０００９】また、押圧の負荷を受け変形するプリント
基板２０の反力は、押圧用治具１７と連接するロードセ
ル１６で検出され、荷重アンプ２１を介して制御装置２
２に、プリント基板２０に加えられた荷重データとして
入力される。また、圧子１８の変位は、クロスヘッド１
５のストロークが割り当てられ、そのストロークは、ネ
ジ棹１３の回転量、即ち、駆動機２３の回転量に基づい
て、制御装置２２で検出される。この制御装置２２には
出力装置２４が備えられており、荷重データ及び変位デ
ータの出力が可能である。 【００１０】さらに、プリント基板２０における電子回
路内の通電動作を測定するための電圧計２５が具備され
ており、図２、３に示したように、電子回路上に配置さ
れたＩＣチップ２６や電子回路内の任意の２点間の通電
状態を測定するよう構成され、その通電状態はメータに
表示される。 【００１１】次に、本実施例の電子機器用強度試験機の
動作について説明する。まず、供試体であるプリント基
板２０を曲げ試験用治具１９の上に配置する。そして、
プリント基板２０に配置されたＩＣチップ２６など任意
の２点間の通電状況を測定できるよう、電圧計２５に接
続されたケーブル先端に設けられた２つの電極をそれぞ
れプリント基板２０に取付け、所定電圧Ｖ１を印加す
る。 【００１２】そして、電圧計２５を作動させたまま、制
御装置２２に指令を与え、駆動機２３を駆動させてネジ
棹１３を回転させ、クロスヘッド１５を下降させる。こ
れにより、クロスヘッド１５、押圧用治具１７などを介
して、圧子１８により、曲げ試験用治具１９に２点支持
されたプリント基板２０に対し、曲げ荷重が与えられ
る。 【００１３】このとき、圧子１８により与えられる曲げ
荷重の荷重値は、ロードセル１６で検出され、荷重アン
プ２１を介して制御装置２２に入力される。また、同時
に、圧子１８の変位については、クロスヘッド１５のス
トローク、即ち、駆動機２３の制御量から検出される。
これら荷重値及び変位について、出力装置２４に表示さ
れる。 【００１４】このようにして、徐々にクロスヘッド１５
を下降させ、圧子１８を変位させて、プリント基板２０
に与える曲げ荷重を大きくしていくと、やがて、プリン
ト基板２０上にＩＣチップ２６などの電子部品を固定す
るハンダが剥離したり、ＩＣチップ２６自身などが破損
するという現象が発生する。このとき、電圧計２５のメ
ータの示す値が低下したり、零を示すので、このとき出
力装置２４に表示された変位や荷重値を読み取ること
で、このようなプリント基板２０が正常に動作する曲げ
荷重や変位の上限値を求めるたりすることができる。 【００１５】図４は、上記したようにプリント基板２０
に対して曲げ荷重を与えるという強度試験の試験結果を
示すグラフであり、（ａ）は変位−荷重特性、（ｂ）は
変位−電圧特性、（ｃ）は荷重−電圧特性を示してい
る。（ａ）は、圧子１８を連続して押し込んでプリント
基板２０に曲げを加えて行く際、圧子１８の変位が大き
くなるにつれて荷重値も大きくなり、変位Ｘ１、荷重Ｆ
１において、プリント基板２０上にＩＣチップ２６を固
定するハンダが剥離しているが、その剥離を示すグラフ
上の変化は微小であり、プリント基板２０上に異常が発
生したことを認識することは困難であるが、（ｂ）で
は、このような異常があると、断線や破損ににより、正
常時は例えばＶ１を示していた電圧値が零となって顕著
な変化を示すので、プリント基板２０上に異常が発生し
たことの認識が容易となり、また、その際の変位Ｘ１の
特定も容易である。（ｃ）でも同様であり、プリント基
板２０上に異常が発生したことの認識が容易となり、ま
た、その際の荷重Ｆ１の特定も容易である。 【００１６】ところで、図４（ａ）については制御装置
２２で自動的にグラフ化して、出力装置２４に出力する
ことが可能である。また、本実施例では、電気信号計測
手段として電圧計２５を使用し、この電圧計２５のメー
タを見ながら強度試験を行なったが、この電圧値をＡ／
Ｄ変換し、制御装置２２に入力するよう構成すること
で、例えば、電圧値が異常を示したとき、即ち、電子部
品や電子回路が破損したときの荷重データや変位データ
をタイムラグ無しで、制御装置２２で検出することが可
能となり、また、図４の（ｂ）（ｃ）についても、自動
的にグラフ化して出力装置２４に出力することもでき
る。 【００１７】なお、本実施例では、プリント基板２０自
身を供試体として強度試験を行なったが、本発明では、
このようなプリント基板２０をケース等に収納した電子
機器をそのまま供試体として、電子機器内の電気配線又
は電子回路における任意の２点間の電圧を測定しなが
ら、曲げ荷重を加えることによって、電子機器の曲げ荷
重に対する強度評価を行なうことも可能である。 【００１８】また、本実施例では、静的負荷によって曲
げ荷重を加え、強度評価を行なったが、供試体であるプ
リント基板や電子機器内の電子部品が破損したりハンダ
が剥離するまでの動的負荷を与え、繰り返し（疲労）試
験を行なうことも可能である。この場合、電圧値を上記
したように、Ａ／Ｄ変換し制御装置に入力するよう構成
することで、供試体内の破損やハンダの剥離を検出し
て、繰り返し試験を停止することができる。 【００１９】さらに、本実施例では、電気式モータなど
の駆動機の回転力によりネジ棹を回転し、クロスヘッド
を昇降することで、供試体に負荷を与えるが、これ以外
の負荷方式、即ち、空気圧、油圧、又は電磁力を利用し
て、供試体に負荷を与える方式であっても、本発明の実
施が可能である。 【００２０】 【発明の効果】上記したように、電子回路を備えた供試
体に対して所定の荷重を加えながら、電子部品や電子回
路が正常に動作するかを電圧計などの電気信号計測手段
で検出することで、電子部品や電子回路が所定の負荷に
対して作動するかどうかの強度評価を行なうことができ
る。
子部品を配置した電子回路が形成されたプリント基板を
備えた携帯用の小型電子機器の強度試験を行なう試験機
であって、荷重に対して、ＩＣチップなどの電子部品が
配置された電子回路が正常に作動するかを評価する強度
試験機に関する。 【０００２】 【従来の技術】昨今、携帯電話やＰＤＡ端末（携帯情報
端末）などの電子機器が小型化されたことに伴い、使用
者がこれら電子機器をポケットなどに収納し、体に身に
つけて携帯することが一般化されている。特に、使用者
が電子機器を腰部のポケットに収納したままで座った場
合、このような電子機器に過大な荷重が加わることによ
って、ケースなどは弾性変形の範囲内であるために破損
しなくても、ケース内部のプリント基板上の電子部品や
電子回路に破損が生じたりハンダが剥離して、電子機器
が使用不可能となるという事例が起こっている。 【０００３】そこで、このような荷重に耐え得るよう補
強を施した製品を開発するという目的で、まず使用不可
能となった電子機器の破損箇所を特定するため、例え
ば、Ｘ線検査装置を使用して検査したが、上記したよう
な電子部品や電子回路の破損やハンダの剥離は極めて微
小であるので、Ｘ線検査装置で得た画像データなどか
ら、その破損箇所を見極めることはできなかった。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】一方、従来の材料試験
機では、ケースなどに所定の荷重を加え、その強度を評
価するような強度試験は行なわれていたが、電子部品を
配置した電子回路が形成されたプリント基板に所定の荷
重を加えて、電子部品を含めた電子回路が正常に動作す
るかどうかを評価するような強度試験機は存在しなかっ
た。本発明は、電子回路を備えたプリント基板に所定の
荷重を加え、電子部品を含めた電子回路が正常に動作す
るかどうかを評価する電子機器用強度試験機を提供する
ことを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の電子機器用強度
試験機は、試験用治具に保持された、電子回路を備えた
供試体に対して、アクチュエータの変位を変位検出手段
で検出しながら、またアクチュエータにより供試体に加
えられる荷重値を荷重検出手段で検出しながら、アクチ
ュエータにより曲げ荷重を加えると共に、電気信号計測
手段により供試体内の電子回路における任意の地点間の
通電状態を検出することを特徴とする。 【０００６】さらに、具体的には、供試体を曲げ試験用
治具に保持し、圧子により静的な曲げ荷重を加えること
により、供試体の曲げ荷重に対する強度評価が行なわれ
る。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の電子機器用強度試
験機の実施例について、図１〜図４に基づいて説明す
る。図１は本実施例の強度試験機の概略構成を示してい
る。 【０００８】強度試験機の上部機枠１１と下部機枠１２
との間に配設されたネジ棹１３が、電気式モータなどの
駆動機２３の回転駆動により、ネジ棹１３に螺合する駆
動ナット１４が固定されたクロスヘッド１５が上下動
し、クロスヘッド１５にロードセル１６を介して連接す
る押圧用治具１７の先端に固定された圧子１８が供試体
であるプリント基板２０に対して押圧の負荷を与える。
一方、プリント基板２０は、強度試験機の下部機枠１２
の中央に配置された曲げ試験用治具１９の凹部が形成さ
れた上面中央に配置される。プリント基板２０は、ＩＣ
チップなど電子部品を配置した電子回路を備える。 【０００９】また、押圧の負荷を受け変形するプリント
基板２０の反力は、押圧用治具１７と連接するロードセ
ル１６で検出され、荷重アンプ２１を介して制御装置２
２に、プリント基板２０に加えられた荷重データとして
入力される。また、圧子１８の変位は、クロスヘッド１
５のストロークが割り当てられ、そのストロークは、ネ
ジ棹１３の回転量、即ち、駆動機２３の回転量に基づい
て、制御装置２２で検出される。この制御装置２２には
出力装置２４が備えられており、荷重データ及び変位デ
ータの出力が可能である。 【００１０】さらに、プリント基板２０における電子回
路内の通電動作を測定するための電圧計２５が具備され
ており、図２、３に示したように、電子回路上に配置さ
れたＩＣチップ２６や電子回路内の任意の２点間の通電
状態を測定するよう構成され、その通電状態はメータに
表示される。 【００１１】次に、本実施例の電子機器用強度試験機の
動作について説明する。まず、供試体であるプリント基
板２０を曲げ試験用治具１９の上に配置する。そして、
プリント基板２０に配置されたＩＣチップ２６など任意
の２点間の通電状況を測定できるよう、電圧計２５に接
続されたケーブル先端に設けられた２つの電極をそれぞ
れプリント基板２０に取付け、所定電圧Ｖ１を印加す
る。 【００１２】そして、電圧計２５を作動させたまま、制
御装置２２に指令を与え、駆動機２３を駆動させてネジ
棹１３を回転させ、クロスヘッド１５を下降させる。こ
れにより、クロスヘッド１５、押圧用治具１７などを介
して、圧子１８により、曲げ試験用治具１９に２点支持
されたプリント基板２０に対し、曲げ荷重が与えられ
る。 【００１３】このとき、圧子１８により与えられる曲げ
荷重の荷重値は、ロードセル１６で検出され、荷重アン
プ２１を介して制御装置２２に入力される。また、同時
に、圧子１８の変位については、クロスヘッド１５のス
トローク、即ち、駆動機２３の制御量から検出される。
これら荷重値及び変位について、出力装置２４に表示さ
れる。 【００１４】このようにして、徐々にクロスヘッド１５
を下降させ、圧子１８を変位させて、プリント基板２０
に与える曲げ荷重を大きくしていくと、やがて、プリン
ト基板２０上にＩＣチップ２６などの電子部品を固定す
るハンダが剥離したり、ＩＣチップ２６自身などが破損
するという現象が発生する。このとき、電圧計２５のメ
ータの示す値が低下したり、零を示すので、このとき出
力装置２４に表示された変位や荷重値を読み取ること
で、このようなプリント基板２０が正常に動作する曲げ
荷重や変位の上限値を求めるたりすることができる。 【００１５】図４は、上記したようにプリント基板２０
に対して曲げ荷重を与えるという強度試験の試験結果を
示すグラフであり、（ａ）は変位−荷重特性、（ｂ）は
変位−電圧特性、（ｃ）は荷重−電圧特性を示してい
る。（ａ）は、圧子１８を連続して押し込んでプリント
基板２０に曲げを加えて行く際、圧子１８の変位が大き
くなるにつれて荷重値も大きくなり、変位Ｘ１、荷重Ｆ
１において、プリント基板２０上にＩＣチップ２６を固
定するハンダが剥離しているが、その剥離を示すグラフ
上の変化は微小であり、プリント基板２０上に異常が発
生したことを認識することは困難であるが、（ｂ）で
は、このような異常があると、断線や破損ににより、正
常時は例えばＶ１を示していた電圧値が零となって顕著
な変化を示すので、プリント基板２０上に異常が発生し
たことの認識が容易となり、また、その際の変位Ｘ１の
特定も容易である。（ｃ）でも同様であり、プリント基
板２０上に異常が発生したことの認識が容易となり、ま
た、その際の荷重Ｆ１の特定も容易である。 【００１６】ところで、図４（ａ）については制御装置
２２で自動的にグラフ化して、出力装置２４に出力する
ことが可能である。また、本実施例では、電気信号計測
手段として電圧計２５を使用し、この電圧計２５のメー
タを見ながら強度試験を行なったが、この電圧値をＡ／
Ｄ変換し、制御装置２２に入力するよう構成すること
で、例えば、電圧値が異常を示したとき、即ち、電子部
品や電子回路が破損したときの荷重データや変位データ
をタイムラグ無しで、制御装置２２で検出することが可
能となり、また、図４の（ｂ）（ｃ）についても、自動
的にグラフ化して出力装置２４に出力することもでき
る。 【００１７】なお、本実施例では、プリント基板２０自
身を供試体として強度試験を行なったが、本発明では、
このようなプリント基板２０をケース等に収納した電子
機器をそのまま供試体として、電子機器内の電気配線又
は電子回路における任意の２点間の電圧を測定しなが
ら、曲げ荷重を加えることによって、電子機器の曲げ荷
重に対する強度評価を行なうことも可能である。 【００１８】また、本実施例では、静的負荷によって曲
げ荷重を加え、強度評価を行なったが、供試体であるプ
リント基板や電子機器内の電子部品が破損したりハンダ
が剥離するまでの動的負荷を与え、繰り返し（疲労）試
験を行なうことも可能である。この場合、電圧値を上記
したように、Ａ／Ｄ変換し制御装置に入力するよう構成
することで、供試体内の破損やハンダの剥離を検出し
て、繰り返し試験を停止することができる。 【００１９】さらに、本実施例では、電気式モータなど
の駆動機の回転力によりネジ棹を回転し、クロスヘッド
を昇降することで、供試体に負荷を与えるが、これ以外
の負荷方式、即ち、空気圧、油圧、又は電磁力を利用し
て、供試体に負荷を与える方式であっても、本発明の実
施が可能である。 【００２０】 【発明の効果】上記したように、電子回路を備えた供試
体に対して所定の荷重を加えながら、電子部品や電子回
路が正常に動作するかを電圧計などの電気信号計測手段
で検出することで、電子部品や電子回路が所定の負荷に
対して作動するかどうかの強度評価を行なうことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の強度試験機の概略構成図。
【図２】本実施例の強度試験機の部分拡大図。
【図３】本実施例の供試体のプリント基板の拡大図。
【図４】本実施例の試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
１６ ロードセル
１８ 圧子
１９ 曲げ試験用治具
２０ プリント基板（供試体）
２２ 制御装置
２５ 電圧計
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 電子回路を備えた供試体を保持する試験
用治具と、前記供試体に荷重を加えるアクチュエータ
と、前記アクチュエータの変位を検出する変位検出手段
と、前記アクチュエータにより前記供試体に加えられる
荷重値を検出する荷重検出手段と、前記供試体内の電子
回路における任意の地点間の通電状態を検出する電気信
号計測手段とを備えたことを特徴とする電子機器用強度
試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001252299A JP2003065920A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 電子機器用強度試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001252299A JP2003065920A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 電子機器用強度試験機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003065920A true JP2003065920A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19080804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001252299A Pending JP2003065920A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 電子機器用強度試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003065920A (ja) |
Cited By (9)
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| CN101893545A (zh) * | 2010-07-14 | 2010-11-24 | 深南电路有限公司 | Pcb嵌入式金属基结合力的测试方法及测试设备 |
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-
2001
- 2001-08-23 JP JP2001252299A patent/JP2003065920A/ja active Pending
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