JP4089034B2 - Torsion testing machine - Google Patents

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JP4089034B2 JP27241198A JP27241198A JP4089034B2 JP 4089034 B2 JP4089034 B2 JP 4089034B2 JP 27241198 A JP27241198 A JP 27241198A JP 27241198 A JP27241198 A JP 27241198A JP 4089034 B2 JP4089034 B2 JP 4089034B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器の実装基板に用いらている基板にはんだ接合によりコネクターを実装する時に生ずるはんだ接合部のねじりストレスを実装基板上で評価するためのねじり試験機に関し、信頼性評価機器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
基板間を接続するために用いるコネクターに実装基板上で掛かっているねじりストレスを評価する方法としては、基板同士の角度ズレを測定し、この角度ズレを該コネクターに加わっているねじりストレスに代表させることが考えられる。
【0003】
また、コネクターのねじりトルクを測定する方法としては、トルクレンチ又はトルクドライバーの先にコネクター形状のビットを形成し、そのビットを例えばコネクターのメス側に挿入し、そのトルクレンチ又はトルクドライバーでビットを回転させることにより、メス側のコネクターと基板との間のはんだ接合部の破壊後のトルクを測ることが考えられる。
【0004】
図7は、従来のねじり試験機を模式的に示す側面図である。このねじり試験機は、コネクターの回転角度とねじりトルクを同時に測定できるものである。
【0005】
図7に示すように、ねじり試験機はトルクドライバー105を有し、トルクドライバー105にはシャフト107を介してコネクター形状の治具ビット109が形成されている。治具ビット109には回転角度を測定するための延長目盛り針111が取り付けられている。
【0006】
そして、基板101上にはんだ接合されたメス側コネクター103を、治具ビット109の下方に配置し、治具ビット109を下方に移動させ、該コネクター103に該治具ビット109を挿入して組み合わせる。次に、トルクドライバー105でシャフト107を介して治具ビット109に回転方向の力を加えることことにより、コネクター103と基板101とのはんだ接合部にねじりストレス(ねじりトルク)を与える。その後、このねじりストレスによりはんだ接合部が破壊された時のねじり角度を延長目盛り針111で読み取ると共に、はんだ接合部を破壊したトルクを測定する。
【0007】
尚、このねじり試験機では、目盛り針111が指す角度計の目盛りは主尺を有するのみで副尺を有しない。このため、測定精度が1度程度で悪い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のねじり試験機では、はんだ接合部にかかる力とねじり角度を測定する際、以下のような問題が生じる。
(1) はんだ接合部の破壊が終わったトルクは測定できるが、その時のねじり角度については、破壊後は負荷がなくなっているため、目盛り針111が行き過ぎてしまい易く、正確な角度を測定することが困難となる。
【0009】
(2) 従来のねじり試験機では、はんだ接合部の破壊状況を観察する手段を有しないため、破壊時のトルク値とねじり角度のみしか測定することができない。
(3) 従来のねじり試験機では、はんだ接合部に任意のねじりトルクを掛けた状を所定時間保持する手段を有しない。このため、任意のねじりトルクを所定時間掛けた後のねじり角度等を測定することができない。
【0010】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、基板とコネクターとのはんだ接合部が破壊される際のねじりトルク又はねじり角度を度よく測定できるねじり試験機を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るねじり試験機は、第1の基板にはんだで接合されたオス側コネクターと第2の基板にはんだで接合されたメス側コネクターとを結合した状態ではんだ接合部にねじり力を加えた場合の該ねじり力とこのはんだ接合部の回転角度を測定するねじり試験機であって、このオス側コネクター及びメス側コネクターの結合した状態での導通抵抗を測定する微小抵抗測定手段と、このはんだ接合部にねじり力を加えるねじり力供給手段と、このねじり力を検出するトルクセンサーと、この回転角度を測定する角度計とを有し、このねじり力供給手段によりこのはんだ接合部にねじり力を加えながらこの微小抵抗測定手段によりこの導通抵抗の変化をこのはんだ接合部の破壊の始まりから終わりまで測定するようにし、このトルクセンサー及びこの角度計によりこのはんだ接合部の破壊状況を観察できるようにしたものである。
【0012】
本発明によれば、はんだ接合部にねじり力を加えると、はんだ接合部にクラックが入っていき、はんだ接合部の導通抵抗が増加する方向に微小に変化する。それを微小抵抗測定手段で読みとることにより、はんだ接合部の破壊時点を測定することができる。これにより、はんだ接合部が破壊された時の正確な角度又はねじり力を測定することができる。
【0014】
また、上記はんだ接合部に所定のねじり力又は所定の回転角度を加えた状態で上記基板及び上記コネクターを保持する保持手段をさらに含むことが好ましい。これにより、はんだ接合部に所定のねじり角度を加えた状態で保持したまま冷熱衝撃試験槽等に入れて加速試験を行うことができる。そして、ねじり力によるはんだ接合部のクリープ破壊時間を測定することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載が無い限り、これらの形態に限られるものではない。
【0016】
図1(a)は、本発明の実施の形態によるねじり試験機の機構部分を示す上面図であり、図1(b)は、図1(a)に示すねじり試験機の側面図である。図2は、図1に示すねじり試験機の機構部分及びねじりトルクと微少抵抗を記録するレコーダーを拡大した模式図である。図3(a)は、図2に示す基板13bの上面の一部を示す図であり、図3(b)は、図2に示す基板13aの上面の一部を示す図である。図4は、コネクターと基板とのはんだ接合部の導通抵抗と微小抵抗計との接続関係を模式的に示す図である。
【0017】
図1に示すように、このねじり試験機は上下に動く上下可動部120を有し、上下可動部120には前後に動く前後可動部121が連設されている。前後可動部121にはアーム5及びハンドル50が連設されている。アーム5は、後記回転中心を軸として回転自在に構成されている。ハンドル50は、これを回すことによりアーム5が回転方向に押されるように構成されている。アーム5には上部ユニット100が連設されている。
【0018】
図2に示すように、上部ユニット100は、トルクセンサー4、副尺を備えた回転角度計3、軸受け2、シャフト14、固定用プレート18a,18b、固定用シャフト6a,6b及び上プレート7から構成されている。上プレート7、シャフト14、回転角度計3及びトルクセンサー4それぞれの回転中心は、コネクター1aの回転中心と一致して配置されている。角度計3はコネクターの回転中心の同心円状に配置されている。
【0019】
アーム5にはシャフト14が接続されている。シャフト14は、上プレート7を支持しており、アーム5によってねじりトルクが与えられる。シャフト14は軸受け2によって保持されている。回転角度計3はシャフト14と同心状に配置されている。トルクセンサー4はシャフト14に直接接続されている。トルクセンサー4は、それによって検出されたねじりトルクが信号線17により電圧アンプ16を介してレコーダー12に入力される構成とされている。
【0020】
上プレート7は、その下面に基板13aを固定するものである。上プレート7の下方には下プレート8が配置されており、下プレート8はネジ19によりベース15に固定されている。下プレート8は、その上面に基板13bを固定するものである。また、下プレート8及びコネクター1bそれぞれの回転中心は、上部ユニット100の回転中心と一致して配置されている。
【0021】
また、レコーダー12は歪みアンプを備えた微小抵抗計11を有しており、微小抵抗計11は配線9及び可変抵抗31を介してコネクター1a,1bと基板13a,13bとのはんだ接合部に電気的に接続されている。即ち、基板13bとメス側コネクター1bとオス側コネクター1aと基板13aと配線9は、直列に接続されている。したがって、このはんだ接合部の導通抵抗は、微小抵抗計11により測定され、この微小抵抗計11を介してレコーダー12に入力されるようになっている。
【0022】
次に、上記ねじり試験機でコネクターにねじりトルクを与え、このねじりトルクとねじり角度と微少抵抗を測定することにより、コネクターのねじり試験を行う方法について説明する。
【0023】
まず、図2に示すように、表面にオス側コネクター1aがはんだにより接合された基板13aを準備し、表面にメス側コネクター1bがはんだにより接合された基板13bを準備する。
【0024】
すなわち、図3(a)に示すように、基板13bの上面にはチェックランド20が形成されており、チェックランド20は配線パターンを介してランド22a,22jに電気的に接続されている。ランド22b〜ランド22hは引廻しパターン21により接続されている。図2に示す基板13b上のランド22a〜22jにはメス側コネクター1bがはんだ接合されている。
【0025】
一方、図3(b)に示すように、基板13aの上面にはランド23a〜23jが形成されており、ランド23a〜ランド23jは引廻しパターン24により接続されている。図2に示す基板13a上のランド23a〜23jにはオス側コネクター1aがはんだ接合されている。
【0026】
次に、図1に示す上下可動部120をガイドに沿って上昇させて上部ユニット100を上部で固定しておき、上プレート7に基板13aをネジ等で固定し、下プレート8に基板13bをネジ等で固定する。そして、配線9を図3(a)に示す基板13b上のチェックランド20に接続する。その後、上下可動部120を下降させることにより上部ユニット100を下降させ、オス側コネクター1aとメス側コネクター1bを結合させる。このようにコネクター1aとコネクター1bが組み合わさったとき、図3(a)に示すチェックランド20を通してランド22a〜22j,23a〜23jから引廻しパターン21,24を介してコネクター1a,1bの全ての接点が直列に引き回される。
【0027】
ここで、図4に示す導通抵抗と微小抵抗計との関係を説明する。抵抗30は、基板13aと基板13bの配線抵抗、配線9の導通抵抗やコネクター1a,1bの導通抵抗などのすべての導通抵抗を示すものである。抵抗31は、はんだ接合部にねじり力を加える前に、微小抵抗計110調整するための可変抵抗である。
【0028】
その後、オス側コネクター1aとメス側コネクター1bを結合した状態でハンドル50を回転させる。これにより、図1(a)に示すようにアーム5が押され、その結果、図2に示すシャフト14を介してはんだ接合部にねじり力が伝わる。はんだ接合部に反力があるかぎりトルクセンサー4に力がシャフト14を通して伝わる。シャフト14の回転に伴いシャフト14に固定してある図1(b)に示す針70が回転角度計3のまわりを回っていく。針70の先端に回転角度計3の0目盛りを合わせて行くことではんだ接合部が回転した回転角度を読み取る。その際、副尺を合わせることで20分まで読み取ることができる。したがって、コネクターのねじりトルク及び破壊状態を角度で規定できる。これにより、基板に直付けコネクター同士のはんだ接合状態を、基板の取り付け状態により予測できる。
【0029】
上記ねじり力によりはんだ接合部にクラックが入っていくと、図4に示す抵抗30が増加する方向に微小に変化する。それを微小抵抗計11が抵抗33をバランスさせる原理で読みとり、導通抵抗30の変化をレコーダー12に伝え記録する。これにより、はんだ接合部の破壊の始まりから終わりまでを測定することができる。これにより、はんだ接合部が破壊された時の正確な角度を測定することができる。また、破壊時のトルク値とねじり角度のみしか測定できないわけではなく、はんだ接合部の破壊状況を観察することができる。
【0030】
次に、所定のねじりトルク又はねじり角度でコネクターをねじった状態を保持する方法について説明する。
【0031】
図1(b)に示す上下可動部120をガイドに沿って上昇させて上部ユニット100を上で固定しておき、上プレート7に基板13aをネジ等で固定し、下プレート8に基板13bをネジ等で固定する。その後、上下可動部120を下降させることにより上部ユニット100を下降させ、オス側コネクター1aとメス側コネクター1bを結合させる。この状態で、ハンドル50を回転させると、はんだ接合部にねじり力が伝わる。そして、これが所定のトルク値に達したら、図2に示す固定用シャフト6a,6bに固定用プレート18a,18bを挿入し、固定用プレート18a,18bをネジで固定用シャフト6a,6bに固定する。次に、固定用プレート18a,18bを上プレート7に固定すれば、下プレート8に対する上プレート7のねじり角度を固定することで、はんだ接合部に所定のねじりトルクを与えた状態を所定時間保持することができる。これにより、任意のねじりトルクを所定時間掛けた後のねじり角度等を測定することができる。
【0032】
ここで、シャフト14に固定されている上プレート7をはずし、下プレート8を固定しているネジ19をはずせば、オス側コネクター1aとメス側コネクター1bとが上下に組み合わされ、ねじりトルクが与えられた状態で保持された図5に示すねじり試験ジグ60がねじり試験機から取り出せる。これにより、上プレート7と下プレート8とが組み合わさったまま、はんだ接合部に所定のねじりトルクが与えられた状態で、他の試験装置、例えば冷熱衝撃試験槽に入れる等して寿命試験を行うことができる。つまり、多数のサンプル試験ができ、ねじりの加わったコネクターのはんだ接合部の寿命予測が可能となる。尚、図5は、図1に示すねじり試験機において所定のねじりトルク又はねじり角度でコネクターをねじった状態で該試験機から取り出したねじり試験ジグを示す断面図である。
【0033】
また、ハンドル50を回して所定の角度までアーム5にねじりを与えると、シャフト14の回転にともないシャフト14に固定してある針70が回転角度計3のまわりを回っていく。そして、針70が所定の角度を指した時、固定用プレート18a,18bをネジで固定用シャフト6a,6bと上プレート7に固定すれば、はんだ接合部に所定の角度でねじりトルクを与えた状態を保持することができる。
【0034】
図6は、図1に示すねじり試験機の変形例であってエンコーダーを使った角度計の一例を示す断面図である。上記回転角度計3は、図6に示すシャフト14にタイミングプーリー40をつけ、エンコーダー41で読み取るような形式でも達成できる。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板とコネクターとのはんだ接合部が破壊される際のねじりトルク又はねじり角度を精度良く測定できるねじり試験機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本発明の実施の形態によるねじり試験機の機構部分を示す上面図であり、図1(b)は、図1(a)に示すねじり試験機の側面図である。
【図2】図1に示すねじり試験機の機構部分及びねじりトルクと微少抵抗を記録するレコーダーを拡大した模式図である。
【図3】図3(a)は、図2に示す基板13bの上面の一部を示す図であり、図3(b)は、図2に示す基板13aの上面の一部を示す図である。
【図4】コネクターと基板とのはんだ接合部の導通抵抗と微小抵抗計との接続関係を模式的に示す図である。
【図5】図1に示すねじり試験機において所定のねじりトルク又はねじり角度でコネクターをねじった状態で該試験機から取り出したねじり試験ジグを示す断面図である。
【図6】図1に示すねじり試験機の変形例であってエンコーダーを使った角度計の一例を示す断面図である。
【図7】従来のねじり試験機を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
1a…オス側コネクター、1b…メス側コネクター、2…軸受け、
3…回転角度計、4…トルクセンサー、5…アーム、
6a,6b…固定用シャフト、7…上プレート、8…下プレート、9…配線、
11…微小抵抗計、12…レコーダー、13a,13b…基板、14…シャフト、15…ベース、16…電圧アンプ、17…信号線、
18a,18b…固定用プレート、19…ネジ、20…チェックランド、
21…引廻しパターン、22a〜22j,23a〜23j…ランド、
24…引き回しパターン、30…導通抵抗、31…抵抗、33…抵抗、
40タイミングプーリー、41…エンコーダー、50…ハンドル、
60…試験治具、70…針、100…上部ユニット、105…トルクドライバー、107…シャフト、109…治具ビット、111…延長目盛り針、
120…上下可動部、121…前後可動部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a torsion test machine for evaluating the torsional stress of the solder joint in mounting substrate caused when implementing the connector by solder bonding to the substrate is found using the mounting board of an electronic device, the reliability evaluation device It is about.
[0002]
[Prior art]
As a method for evaluating the torsional stress applied on the mounting board to the connector used for connecting between the boards, the angle deviation between the boards is measured, and this angle deviation is represented by the torsional stress applied to the connector. It is possible.
[0003]
As a method for measuring the torsional torque of a connector, a connector-shaped bit is formed at the tip of a torque wrench or torque driver, the bit is inserted into, for example, the female side of the connector, and the bit is inserted with the torque wrench or torque driver. It is conceivable to measure the torque after the destruction of the solder joint between the female connector and the substrate by rotating.
[0004]
FIG. 7 is a side view schematically showing a conventional torsion tester. This torsion tester can measure the rotation angle and torsion torque of the connector simultaneously.
[0005]
As shown in FIG. 7, the torsion tester has a torque driver 105, and a connector-shaped jig bit 109 is formed on the torque driver 105 via a shaft 107. An extension scale needle 111 for measuring the rotation angle is attached to the jig bit 109.
[0006]
Then, the female connector 103 soldered onto the substrate 101 is disposed below the jig bit 109, the jig bit 109 is moved downward, and the jig bit 109 is inserted into the connector 103 and combined. . Next, a torque driver 105 applies a rotational force to the jig bit 109 via the shaft 107 to apply a torsional stress (torsional torque) to the solder joint between the connector 103 and the substrate 101. Thereafter, the torsion angle when the solder joint is destroyed by this torsional stress is read by the extension scale needle 111, and the torque at which the solder joint is destroyed is measured.
[0007]
In this torsion tester, the scale of the goniometer pointed by the scale needle 111 has only a main scale and no sub-scale. For this reason, the measurement accuracy is poor at about 1 degree.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional torsion tester has the following problems when measuring the force applied to the solder joint and the twist angle.
(1) Although the torque at which the solder joint has been destroyed can be measured, the torsion angle at that time is no longer loaded after the destruction, so the scale needle 111 is likely to go too far, and the accurate angle should be measured. It becomes difficult.
[0009]
(2) Since the conventional torsion tester does not have a means for observing the fracture condition of the solder joint, only the torque value and the torsion angle at the time of fracture can be measured.
(3) In the conventional torsion testing machine, no means for holding a predetermined time condition like multiplied by any torsional torque to the solder joints. For this reason, it is not possible to measure a torsion angle after an arbitrary torsion torque is applied for a predetermined time.
[0010]
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and its object is torsion testing machine torsion torque or twist angle when the solder joint between the substrate and the connector is broken can be measured well accuracy Is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the torsion tester according to the present invention is a solder in a state in which a male connector joined to the first board by solder and a female connector joined to the second board by solder are combined. A torsion tester that measures the torsional force when a torsional force is applied to the joint and the rotation angle of the soldered joint, and measures the conduction resistance in a state where the male connector and the female connector are coupled. and the minute resistance measuring means, the a twisting force supplying means applying a torsional force to the solder joint, and a torque sensor for detecting the torsional force, and a goniometer which measures the angle of rotation, by the torsional force supply means While applying a torsional force to the solder joint, the microresistance measuring means measures the change in the conduction resistance from the beginning to the end of the solder joint fracture. By the torque sensor and the angle meter is obtained by allowing observation of the fracture condition of the solder joint.
[0012]
According to the present invention, when a torsional force is applied to the solder joint portion, the solder joint portion is cracked, and changes slightly in the direction in which the conduction resistance of the solder joint portion increases. By reading it with a minute resistance measuring means, it is possible to measure the time of destruction of the solder joint. Thereby, the exact angle or torsional force when the solder joint is broken can be measured.
[0014]
Preferably, the apparatus further includes holding means for holding the substrate and the connector in a state where a predetermined twisting force or a predetermined rotation angle is applied to the solder joint. Thereby, it can put into a thermal shock test tank etc. with the predetermined torsion angle added to the soldering joint, and can perform an acceleration test. And the creep destruction time of the solder joint part by torsional force can be measured.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are preferred examples of the present invention, and thus various technically preferred limitations are given. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. As long as there is no description of that, it is not restricted to these forms.
[0016]
Fig.1 (a) is a top view which shows the mechanism part of the torsion tester by embodiment of this invention, FIG.1 (b) is a side view of the torsion tester shown to Fig.1 (a). FIG. 2 is an enlarged schematic view of the mechanical portion of the torsion tester shown in FIG. 1 and a recorder that records torsion torque and minute resistance. 3A is a diagram showing a part of the upper surface of the substrate 13b shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a diagram showing a part of the upper surface of the substrate 13a shown in FIG. FIG. 4 is a diagram schematically showing the connection relationship between the conduction resistance of the solder joint between the connector and the substrate and the micro-resistance meter.
[0017]
As shown in FIG. 1, this torsion tester has a vertically movable portion 120 that moves up and down, and a vertically movable portion 121 that moves back and forth is connected to the vertically movable portion 120. The arm 5 and the handle 50 are connected to the front / rear movable portion 121. The arm 5 is configured to be rotatable about a rotation center described later. The handle 50 is configured such that the arm 5 is pushed in the rotational direction by turning the handle 50. An upper unit 100 is connected to the arm 5 continuously.
[0018]
As shown in FIG. 2, the upper unit 100 includes a torque sensor 4, a rotation angle meter 3 provided with a vernier, a bearing 2, a shaft 14, fixing plates 18 a and 18 b, fixing shafts 6 a and 6 b, and an upper plate 7. It is configured. The rotation centers of the upper plate 7, the shaft 14, the rotation angle meter 3 and the torque sensor 4 are arranged to coincide with the rotation center of the connector 1a. The goniometer 3 is arranged concentrically around the rotation center of the connector.
[0019]
A shaft 14 is connected to the arm 5. The shaft 14 supports the upper plate 7 and is given a torsion torque by the arm 5. The shaft 14 is held by the bearing 2. The rotation angle meter 3 is arranged concentrically with the shaft 14. The torque sensor 4 is directly connected to the shaft 14. The torque sensor 4 is configured such that the torsion torque detected thereby is input to the recorder 12 via the voltage amplifier 16 via the signal line 17.
[0020]
The upper plate 7 fixes the substrate 13a to the lower surface thereof. A lower plate 8 is disposed below the upper plate 7, and the lower plate 8 is fixed to the base 15 with screws 19. The lower plate 8 fixes the substrate 13b on the upper surface. Further, the rotation centers of the lower plate 8 and the connector 1 b are arranged to coincide with the rotation center of the upper unit 100.
[0021]
The recorder 12 has a micro-resistance meter 11 having a distortion amplifier. The micro-resistance meter 11 is electrically connected to the solder joints between the connectors 1a and 1b and the substrates 13a and 13b via the wiring 9 and the variable resistor 31. Connected. That is, the board 13b, the female connector 1b, the male connector 1a, the board 13a, and the wiring 9 are connected in series. Therefore, the conduction resistance of the solder joint is measured by the micro-resistance meter 11 and input to the recorder 12 via the micro-resistance meter 11.
[0022]
Next, a method for performing a torsion test of the connector by applying a torsion torque to the connector with the torsion tester and measuring the torsion torque, torsion angle, and minute resistance will be described.
[0023]
First, as shown in FIG. 2, a substrate 13a having a male connector 1a bonded to the surface by solder is prepared, and a substrate 13b having a female connector 1b bonded to the surface by solder is prepared.
[0024]
That is, as shown in FIG. 3A, the check land 20 is formed on the upper surface of the substrate 13b, and the check land 20 is electrically connected to the lands 22a and 22j through the wiring pattern. The lands 22b to 22h are connected by the routing pattern 21. A female connector 1b is soldered to the lands 22a to 22j on the substrate 13b shown in FIG.
[0025]
On the other hand, as shown in FIG. 3B, lands 23 a to 23 j are formed on the upper surface of the substrate 13 a, and the lands 23 a to 23 j are connected by a routing pattern 24. A male connector 1a is soldered to lands 23a to 23j on the substrate 13a shown in FIG.
[0026]
Next, the vertically movable portion 120 shown in FIG. 1 is raised along the guide to fix the upper unit 100 at the top, the substrate 13a is fixed to the upper plate 7 with screws or the like, and the substrate 13b is fixed to the lower plate 8. Secure with screws. Then, the wiring 9 is connected to the check land 20 on the substrate 13b shown in FIG. Thereafter, the upper unit 100 is lowered by lowering the vertically movable portion 120, and the male connector 1a and the female connector 1b are coupled. When the connector 1a and the connector 1b are combined in this way, all of the connectors 1a and 1b are routed from the lands 22a to 22j and 23a to 23j through the check lands 20 shown in FIG. Contacts are routed in series.
[0027]
Here, the relationship between the conduction resistance and the minute resistance meter shown in FIG. 4 will be described. The resistor 30 indicates all the conduction resistances such as the wiring resistances of the substrates 13a and 13b, the conduction resistance of the wiring 9, and the conduction resistances of the connectors 1a and 1b. The resistor 31 is a variable resistor for adjusting the microresistance meter 11 to 0 before applying a twisting force to the solder joint.
[0028]
Thereafter, the handle 50 is rotated in a state where the male connector 1a and the female connector 1b are coupled. As a result, the arm 5 is pushed as shown in FIG. 1A, and as a result, a torsional force is transmitted to the solder joint via the shaft 14 shown in FIG. As long as there is a reaction force at the solder joint, the force is transmitted to the torque sensor 4 through the shaft 14. As the shaft 14 rotates, the needle 70 shown in FIG. 1B fixed to the shaft 14 turns around the rotation angle meter 3. The rotation angle of the solder joint is read by aligning the zero scale of the rotation angle meter 3 with the tip of the needle 70. At that time, it is possible to read up to 20 minutes by adjusting the vernier. Therefore, the torsion torque and the breaking state of the connector can be defined by the angle. As a result, the solder joint state between the connectors directly attached to the substrate can be predicted by the attachment state of the substrate.
[0029]
When cracks enter the solder joint due to the torsional force, the resistance 30 shown in FIG. 4 slightly changes in the increasing direction. The minute resistance meter 11 reads it on the principle that the resistance 33 is balanced, and the change of the conduction resistance 30 is transmitted to the recorder 12 and recorded. Thereby, it is possible to measure from the beginning to the end of the destruction of the solder joint. Thereby, the exact angle when the solder joint is broken can be measured. Moreover, it is not only possible to measure only the torque value and the torsion angle at the time of breakage, and it is possible to observe the breakage state of the solder joint.
[0030]
Next, a method for holding the connector twisted state with a predetermined twisting torque or twisting angle will be described.
[0031]
The upper movable unit 120 shown in FIG. 1B is raised along the guide to fix the upper unit 100 on the upper side, the substrate 13a is fixed to the upper plate 7 with screws, and the substrate 13b is fixed to the lower plate 8. Secure with screws. Thereafter, the upper unit 100 is lowered by lowering the vertically movable portion 120, and the male connector 1a and the female connector 1b are coupled. When the handle 50 is rotated in this state, a torsional force is transmitted to the solder joint. When this reaches a predetermined torque value, the fixing plates 18a and 18b are inserted into the fixing shafts 6a and 6b shown in FIG. 2, and the fixing plates 18a and 18b are fixed to the fixing shafts 6a and 6b with screws. . Next, if the fixing plates 18a and 18b are fixed to the upper plate 7, the state in which a predetermined torsion torque is applied to the solder joint is maintained for a predetermined time by fixing the torsion angle of the upper plate 7 with respect to the lower plate 8. can do. Thereby, the torsion angle etc. after applying arbitrary torsional torque for a predetermined time can be measured.
[0032]
Here, if the upper plate 7 fixed to the shaft 14 is removed, and the screw 19 fixing the lower plate 8 is removed, the male connector 1a and the female connector 1b are combined vertically to give torsion torque. The torsional test jig 60 shown in FIG. 5 held in the held state can be taken out from the torsion tester. Thus, with the upper plate 7 and the lower plate 8 being combined, a life test can be performed by putting the solder joint in a predetermined torsion torque and placing it in another test apparatus, for example, a thermal shock test tank. It can be carried out. In other words, a large number of sample tests can be performed, and the lifetime of the solder joint portion of the connector to which the twist is applied can be predicted. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a torsion test jig taken out from the tester in a state in which the connector is twisted with a predetermined torsion torque or torsion angle in the torsion tester shown in FIG.
[0033]
When the handle 50 is turned to twist the arm 5 to a predetermined angle, the needle 70 fixed to the shaft 14 turns around the rotation angle meter 3 as the shaft 14 rotates. Then, when the needle 70 points to a predetermined angle, if the fixing plates 18a and 18b are fixed to the fixing shafts 6a and 6b and the upper plate 7 with screws, a torsion torque is applied to the solder joint at a predetermined angle. The state can be maintained.
[0034]
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of an angle meter using an encoder, which is a modification of the torsion tester shown in FIG. The rotation angle meter 3 can also be achieved by a method in which a timing pulley 40 is attached to the shaft 14 shown in FIG.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a torsion testing machine capable of accurately measuring torsion torque or torsion angle when a solder joint between a substrate and a connector is broken.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a top view showing a mechanical part of a torsion tester according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a side view of the torsion tester shown in FIG. 1 (a). FIG.
FIG. 2 is an enlarged schematic view of a mechanical portion of the torsion tester shown in FIG. 1 and a recorder for recording torsion torque and minute resistance.
3A is a diagram showing a part of the top surface of the substrate 13b shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a diagram showing a part of the top surface of the substrate 13a shown in FIG. is there.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a connection relationship between a conduction resistance of a solder joint portion between a connector and a substrate and a micro-resistance meter.
5 is a cross-sectional view showing a torsion test jig taken out of the torsion tester shown in FIG. 1 in a state where the connector is twisted with a predetermined torsion torque or torsion angle. FIG.
6 is a cross-sectional view showing a modification of the torsion tester shown in FIG. 1 and an example of an angle meter using an encoder.
FIG. 7 is a side view schematically showing a conventional torsion tester.
[Explanation of symbols]
1a ... male side connector, 1b ... female side connector, 2 ... bearing,
3 ... rotation angle meter, 4 ... torque sensor, 5 ... arm,
6a, 6b ... fixing shaft, 7 ... upper plate, 8 ... lower plate, 9 ... wiring,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Micro-resistance meter, 12 ... Recorder, 13a, 13b ... Board | substrate, 14 ... Shaft, 15 ... Base, 16 ... Voltage amplifier, 17 ... Signal line,
18a, 18b ... fixing plate, 19 ... screw, 20 ... check land,
21 ... Routing pattern, 22a-22j, 23a-23j ... Land,
24 ... Routing pattern, 30 ... Conduction resistance, 31 ... Resistance, 33 ... Resistance,
40 timing pulley, 41 ... encoder, 50 ... handle,
60 ... Test jig, 70 ... Needle, 100 ... Upper unit, 105 ... Torque driver, 107 ... Shaft, 109 ... Jig bit, 111 ... Extension scale needle,
120: Up and down movable part, 121 ... Front and rear movable part

Claims (2)

第1の基板にはんだで接合されたオス側コネクターと第2の基板にはんだで接合されたメス側コネクターとを結合した状態ではんだ接合部にねじり力を加えた場合の該ねじり力と上記はんだ接合部の回転角度を測定するねじり試験機であって、
上記オス側コネクター及びメス側コネクターの結合した状態での導通抵抗を測定する微小抵抗測定手段と、
上記はんだ接合部にねじり力を加えるねじり力供給手段と、
上記ねじり力を検出するトルクセンサーと、
上記回転角度を測定する角度計とを有し、
上記ねじり力供給手段により上記はんだ接合部にねじり力を加えながら上記微小抵抗測定手段により上記導通抵抗の変化を上記はんだ接合部の破壊の始まりから終わりまで測定するようにし、上記トルクセンサー及び上記角度計により上記はんだ接合部の破壊状況を観察できるようにしたことを特徴とするねじり試験機。
The torsional force when the torsional force is applied to the solder joint in a state in which the male connector joined to the first substrate by solder and the female connector joined to the second substrate by solder are combined with the solder A torsion tester that measures the rotation angle of a joint,
A minute resistance measuring means for measuring a conduction resistance in a state where the male connector and the female connector are coupled;
A twisting force supply means for applying a twisting force to the solder joint;
A torque sensor for detecting the torsional force;
An angle meter for measuring the rotation angle ,
While applying a twisting force to the solder joint by the torsion force supply means, the change in the conduction resistance is measured from the beginning to the end of the destruction of the solder joint by the minute resistance measurement means, and the torque sensor and the angle A torsion tester characterized in that the destruction state of the solder joint can be observed by a meter .
請求項1記載のねじり試験機において、
上記はんだ接合部に所定のねじり力又は所定の回転角度を加えた状態で上記第1及び第2の基板と上記オス側及びメス側コネクターを保持する保持手段を設けたことを特徴とするねじり試験機。
The torsion tester according to claim 1,
A torsion test comprising holding means for holding the first and second substrates and the male and female connectors in a state where a predetermined twisting force or a predetermined rotation angle is applied to the solder joint. Machine.
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