JPH03146843A

JPH03146843A - 電子部品の衝撃破壊試験方法

Info

Publication number: JPH03146843A
Application number: JP28556689A
Authority: JP
Inventors: Masashi Morimoto; 森本　正士; Harufumi Bandai; 治文万代; Kanji Ueda; 完次上田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-10-31
Filing date: 1989-10-31
Publication date: 1991-06-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産還ｆ走顆本発明は、電子部品の衝撃破壊じん性を評価するための
電子部品の衝撃破壊試験方法に関する。

丈来企技先積層セラミンクコンデンサ等の電子部品においては、そ
の使用範囲拡大等のために衝撃破壊じん性の向上が要求
されている。この要求に応えるためには、衝撃破壊じん
性を正確に測定することが必要である。

従来における衝撃破壊じん性の測定は直接測定法が用い
られていた（例えば実公昭６４−１０６４９）。この方
法は、試料たる電子部品の上におもりを落下させ、おも
りの落下エネルギーが試料の破壊に全て消費されたとし
て、破壊エネルギーを算出して衝撃破壊じん性を測定す
る方法である。

Ｈが　２　しよ゛とするｉしかしながら、上記従来方法による場合は、次のような
問題があった。即ち、 ■おもりを試料に衝突させるとき、測定上、点衝撃であ
ることを要するが、いくら工夫をこらしてもその形状の
ために常に一定な点衝撃を確保できないでいた。

■また、おもりの落下エネルギーは、試料までの落差に
基づく位置エネルギーを算出することによって得ている
が、このエネルギーが全て試料の破壊に消費されている
とする裏付けがなく、このため測定値の信憑性に欠けて
いた。

■更に、試料の破壊の有無は外観形状により判断してい
るため、微少なりランクが発生している場合には、検出
精度の信頼性が低いものとなっていた。

本発明は、かかる欠点を解消して電子部品の衝撃破壊じ
ん性を正確に測定することのできる電子部品の衝撃破壊
試験方法を提供することを目的としている。

寡七〇Ｕ虻汰ｔ４？、＝Ｚ（死４段本発明に係る電子部品の衝撃破壊試験方法は、電子部品
上に先の尖った圧子を先端側を下にして置く工程と、前
記圧子の基端側におもりを落下させて電子部品にクラッ
クを生じさせると共に、おもりから電子部品に与えられ
た荷重を、電子部品の下に予め配設してある荷重検出器
にて検出する工程と、これに付随して又は前もって、電
子部品にクラックが発生ずる荷重をアコースティックエ
ミッション波を用いて検出する工程と、前記クラックの
長さを測定し、その測定値と荷重検出値とに基づいて電
子部品の衝撃破壊じん性を求める工程とを行うことを特
徴とする作　　　　用本発明にあっては、おもりの落下による衝撃を先の尖っ
た圧子を介して試料に与えるので、試料は点衝撃を受け
る。このときの衝撃荷重は試料の下の荷重検出器により
正確に検出される。

そして、荷重検出値とクラ、り長さに基づき、これらに
て一義的に定まる衝撃破壊じん性を求めるので、求めた
値の信頼性が高い。

なお、前記荷重検出よりも前に、別の試料を対象として
、アコースティックエミッション波を用いておもりが落
下した際に電子部品にクラックが発生する荷重を検出し
ておくことにより、クラックが発生ずるようにおもりの
落下高さを定めることができる。この検出は同一の試料
に対して荷重検出と同時に行うこともできる。

尖−一嵐一一拠第１図は本発明にかかる電子部品の衝撃破壊試験方法に
使用される装置を示す正面図、第２図は第１図Ａ付近の
拡大図、第３図は第１図Ｂ付近の拡大図である。この装
置は下側支持枠１と、これに対して上下方向にスライド
可能な上側支持枠２とから構成されている。下側支持枠
ｌには、その底板上に設けたＸ−Ｙテーブル３と、その
上のロードセル等の荷重検出器４と、その上に設けられ
ていて上側に試料たる電子部品７がガラス板６を介して
置かれる試料台５と、前記ガラス板６に設ケタアコース
ティックエミッション（以下ＡＥという）センサ１０と
、前記試料台５上に置かれた電子部品７に先の尖った側
を下にしてセフ）される、例えばダイアモンド等からな
る圧子８とが備わっている。この圧子８の先端側は、先
端角が例えば１４０°の四角錐状に形成されている。な
お、９は圧子８を上下方向の移動可能に支持する圧子保
持アームてあり、１１はＡＥセンザ１０を保持するため
のホルダである。

一方、上側支持枠２には前記圧子８の直く上に下端が位
置するように設けられた、例えばガラス等からなるおも
り案内用の管１２と、この管１２の上に設けた電磁石１
３とを有し、この電磁石■３は通電時におもり１４を保
持し、非通電時におもり１４を圧子８に向けて落下させ
ることができるようになっている。前記管１２は、下側
支持枠ｌ側と上側支持枠２側とで２分割され、夫々下側
支持枠ｌと上側支持枠２に支持されていて、上側支持枠
２のスライドの際に、上側の管１２ａ゛部分が下側の大
径になした管１２ｂ部分に入り込む。

前記荷重検出器４とＡＥセンサ１０には、チャージアン
プ２１、プリアンプ２２、ディスクリ業ネータ２３、ウ
ェーブメモリ２４から成る荷重・ＡＥ検出器２０が接続
され、この荷重・ＡＥ検出器２０は前記電磁石１３が通
電時から非通電時に変わるときに、これと同期して与え
られるトリガー信号にて作動を開始し、荷重とＡＥ波を
検出する。この検出信号はウェーブメモリ２４からオシ
ロスコープ２５及びペンレコーダ２６に与えられる。

このように構成された装置の取扱い内容と動作内容につ
いて以下に説明する。

■先ず試料の取付けについては、圧子８を持ち上げてガ
ラス板６の上に電子部品７を置き、その上に圧子８を下
ろす。

■おもり１４のセント位置については、下側支持枠１の
上側に設けたスライド・固定部材２ａを緩めたり締めた
りすることにより、上側支持枠２の高さを変えると調整
できる。

■圧子８による衝撃痕については、第４図に示すように
、圧子８の先端形状に応じた陥没穴とその周りにクラッ
クが発生した状態となる。なお、第４図の試験条件は、
（ａ）　、　（ｂ）については、試料ニガラス、おもり
質量Ｗ　：　０．２３ｇ、衝撃速度Ｖ　：　２．８５ｍ
／　Ｓの場合であり、（ｃ）　、　（ｄ）については、
試料二重層セラミックス、おもり質量Ｗ：０．２３ｇ、
衝撃速度Ｖ　：　２．６０ｍ／　ｓの場合である。

■荷重検出器４とＡＥ全センサ０の検出状態については
、夫々第５図（ａ）　、　（ｂ）に示すように１、同期
して作動を開始する。このため、荷重変化とＡＥ波との
時間的な関連を調べることができる。

具体的に説明すると、電磁石１３の通電状態が非通電時
に変わったＣから荷重検出器４とＡＥ全センサ０は検出
を始めており、試料に荷重が掛かり始めて暫くして後に
（Ｅ、　　Ｆ時点）ＡＥ波が検出され、その後も荷重が
最大となる（Ｄ時点）まで試料に加えられている。よっ
て、ＡＥ波が検出されたＦ時点に基づきＥ時点を求める
と、クラックが生じ始める時の荷重がわかる。

■試料に加える荷重の大きさは、おもり１４の重量やセ
ント高さにより変えることができる。セ・７ト高さを変
えた場合は、試料に当たるときの衝撃速度が変わり、第
６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ＞に示
すように最大衝撃荷重を衝撃速度に比例させて増加、減
少させることができる。なお、（ａ）と（ｂ）は共に試
料がソーダガラスであり、おもり質量Ｗについて（ａ）
と（ｂ）で０．１３ｇと０．２３ｇに変えている。（ｃ
）　、　（ｄ）は共に試料が積層セラミクスであり、お
もり質量Ｗについて（ｃ）と（ｄ）で前同様に変えてい
る。

次に、かかる状態の装置を用いた本発明の試験方法につ
き説明する。先ず、上述のように圧子８を持ち上げてガ
ラス板６の上に試料たる電子部品７を置き、その上に圧
子８を下ろす。

このとき、電子部品７の材質等に応じて最大衝撃荷重を
所望の値となるように定めておく。即ち、おもり１４の
重量とセット高さを定めておく。この重量とセント高さ
は既に判っている場合にはその値を採用し、まだ判って
いないものの場合には、試験に先立って同じ電子部品を
用いておもり１４の重量とセット高さを決めてやるとよ
い。

このような準備が終了すると、電磁石１３の通電状態を
非通電にする。すると、荷重検出器４とＡＥ全センサ０
が作動を開始すると共に、おもり１４が自然落下してい
き圧子８に当たる。このときの衝撃荷重は荷重検出器４
にて検出され、また電子部品７に生じるクラックの有無
はＡＥセンサ１０にて検出される。なお、前もってクラ
ックの発生有無がわかっていれば、このときＡＥ全セン
サ０による検出は省略してもよい。

その後、ＳＥＭ観察を行って、第７図に示すクラックの
長さ２Ｃを測定すると共に、ペンレコーダ２６に記録さ
れた最大衝撃荷重Ｐを読取る。そして、求まったＣ２Ｐ
と、公知の下式に基づき衝撃破壊じん性に１．を算出す
る。

Ｋ＋ｏ−Ｘ　（Ｐ／Ｃ””　）Ｘ＝１／（π３／２　　ｔａｎψ） ψ（圧子の先端角の半分）−７０゜発割剰勤巣以上のように本発明によれば、おもりの落下による衝撃
を先の尖った圧子を介して試料に与えるので試料が点衝
撃を受け、よって一定の状態で試料に荷重を加えること
ができる。また、このときの衝撃荷重が試料の下の荷重
検出器により正確に検出されるため、荷重検出値とクラ
ック長さに基づき求めた衝撃破壊じん性の信頼性が高い
。

更に、アコースティソクエεソション波ヲ用い０４゜て電子部品におけるクラックの発生有無を検出すること
ができ、微少なりランクでも確実に検出することができ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に用いると好適な装置を示す正面図
、第２図は第１図へ〇近の拡大図、第３図は第１図Ｂ付
近の拡大図、第４図は圧子による衝撃痕の状態を示す図
、第５図は荷重検出器とＡＥセンザの検出状態を示すチ
ャート、第６図は最大衝撃荷重と衝撃速度との関係を示
すグラフ、第７図はクラック長さを示す斜視図である。４・・・荷重検出器、７・・・電子部品、８・・・圧子
、１０・・・ＡＥセンサ、１４・・・おもり。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子部品上に先の尖った圧子を先端側を下にして
置く工程と、前記圧子の基端側におもりを落下させて電子部品にクラ
ックを生じさせると共に、おもりから電子部品に与えら
れた荷重を、電子部品の下に予め配設してある荷重検出
器にて検出する工程と、これに付随して又は前もって、
電子部品にクラックが発生する荷重をアコースティック
エミッション波を用いて検出する工程と、前記クラックの長さを測定し、その測定値と荷重検出値
とに基づいて電子部品の衝撃破壊じん性を求める工程とを行うことを特徴とする電子部品の衝撃破壊試験方法。