CN105101775A - 测温板装置及其测温板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种测温板，适用于在一回焊炉内量测烘烤时的温度，并包含一模组式基板及一热补偿单元。模组式基板包括多个彼此组合的基板单元。热补偿单元包括至少一可选择位置地固定于模组式基板的表面受测件。每一基板单元具有至少一第一固定部，及至少一用以与另一基板单元的第一固定部可分离地固定的第二固定部。利用多个基板单元彼此透过第一固定部与第二固定部可选择数量与组合形状地相互固定组合，让模组式基板能准确模拟各种不同电路板的形式进行温度量测。

Description

测温板装置及其测温板
技术领域
本发明是有关于一种测温板，特别是指一种用以测量回焊炉内烘烤温度的测温板及具有该测温板的测温板装置。
背景技术
在电路板(PCB)的制程中，焊接是元件表面贴装(SMT)品质优劣的关键。能否在回焊炉(ReflowOven)中准确地量测电路板的基板及表面贴装型元件(SurfaceMountDevice,SMD)的温度以进行温度的调控，一向是影响焊接品质的重要因素。
为了确实掌握回焊炉烘烤的温度，目前市面上已有许多可放入回焊炉内进行烘烤以量测温度的测温板。然而，现有测温板都呈一固定的形状，所以只能对回焊炉内的烘烤温度进行平均的测量，但实际上，不同的电路板因为尺寸、形状、孔洞设计及表面元件配置的差异，尽管在一个相同的回焊炉内进行烘烤表面上不同位置的温度也不会相同，所以目前市售的测温板无法量测各种不同电路板上不同位置的温度，也不能模拟电路板上的元件进行测温。
目前若要对电路板上不同位置进行准确的温度量测，通常要使用一块实际的电路板做为样本进行烘烤测温，但这种做法不但需浪费电路板作为样本，该样本更因为内部的夹层结构而容易在反复烘烤后产生夹层剥离，无法再准确反映烘烤时电路板的温度。因此，现有用于回焊炉的测温板及测温方式显然还有许多有待改善的空间。
发明内容
因此，本发明之一目的，即在提供一种能准确模拟各种电路板以进行烘烤温度量测的测温板。
本发明之另一目的，即在提供一种能模拟量测电路板上各位置与各元件之烘烤温度的测温板。
本发明之再一目的，即在提供一种能承受多次烘烤而不易损坏的测温板。
本发明之又一目的，即在提供一种具有上述测温板的测温板装置。
于是，本发明测温板装置，适用于在一回焊炉内量测烘烤时的温度。该测温板装置包含一测温板。该测温板包含一模组式基板及一热补偿单元。模组式基板包括多个彼此组合的基板单元。热补偿单元包括至少一可选择位置地固定于模组式基板的表面受测件。每一基板单元具有至少一第一固定部，及至少一用以与另一基板单元的第一固定部可分离地固定的第二固定部。该多个基板单元通过第一固定部及第二固定部可选择数量与组合形状地相互固定组合。
较佳地，该热补偿单元还包括至少一可分离地固定于该模组式基板的叠构层补偿件；该测温板还包含至少一将该叠构层补偿件可分离地固定于该模组式基板的固持机构。
较佳地，该固持机构包括至少一穿设于该模组式基板的螺杆，及一形成于该叠构层补偿件以供该螺杆锁附的螺孔。
较佳地，该叠构层补偿件为贴附于该模组式基板的部分表面的金属片。
较佳地，该多个基板单元概呈平板状；该第一固定部及该第二固定部形成于该基板单元的侧边。
较佳地，该第一固定部为该基板单元凹陷形成的卡槽；该第二固定部为该基板单元凸起形成而可分离地卡固于相邻基板单元的卡槽内的卡块。
较佳地，该模组式基板的热分解温度(thermaldecompositiontemperature)大于320℃、玻璃转换温度(glasstransitiontemperature)大于170℃，且热膨胀系数(coefficientofthermalexpansion)小于0.0002m/℃。
较佳地，该模组式基板的材质为FR-4环氧树脂玻璃纤维与石无铅(Stononlead)其中之一。
较佳地，每一基板单元还具有一第一卡固部；该测温板装置还包含一支撑并固定该测温板的治具；该治具包括一主体部及多个设置于该主体部的第二卡固部；该多个基板单元的第一卡固部可分离地固定于该治具的第二卡固部，使该多个基板单元可选择数量与组合形状地固定于该治具。
较佳地，该多个基板单元概呈平板状；该多个第一卡固部为由该等基板单元邻近该治具的一侧面凹陷形成的凹槽；该治具的第二卡固部为由该主体部凸伸至该等凹槽内的顶针；该等顶针在对应的凹槽内与对应的基板单元相互卡固。
较佳地，该等凹槽可容置至少部分该热补偿单元；每一基板单元还具有至少一形成于侧边的理线槽；每一基板单元的理线槽连通对应的凹槽与外部，且位置对应于相邻的基板单元的理线槽。
较佳地，该治具形成多个贯穿该主体部的穿孔。
本发明的作用在于：利用模组式基板具有多个基板单元，并通过第一固定部配合第二固定部固定及/或第一卡固部配合治具的第二卡固部固定的设计，使基板单元可选择数量与组合形状地相互固定组合，藉此准确模拟各种不同的电路板进行烘烤测试。此外通过表面受测件的设置，使测温板能模拟量测电路板上各元件的烘烤温度与影响。另外，由于模组式基板的结构与材质特性，使测温板能反复承受多次烘烤而不易损坏。
附图说明
本发明的前述及其他的特征及功效，将于参照图式的各项实施例详细说明中清楚地呈现，其中：
图1是一立体图，说明本发明测温板装置的一实施例；
图2是一立体分解图，说明该实施例的组成元件；
图3是一立体分解图，说明该实施例组成元件的另一角度；
图4是一仰视图，说明一模组式基板的底面；
图5是一俯视图，说明该模组式基板的顶面；
图6是一沿图5中VI-VI剖线所取的剖视图，说明一基板单元的内部；
图7是一沿图5中VII-VII剖线所取的剖视图，说明该实施例中的一固持机构；
图8是一类似图7的视图，说明该固持机构的一种变化形式；及
图9是一类似图7的视图，说明一种测温板不具有固持机构的变化形式。
其中，附图标记说明如下：
100测温板
1模组式基板
11基板单元
12第一固定部(卡槽)
13第二固定部(卡块)
14第一卡固部(凹槽)
15理线槽
16侧边
17侧面
2热补偿单元
21表面受测件
22叠构层补偿件
3固持机构
31螺杆
32螺孔
33第一磁铁
34第二磁铁
4测温装置
41热电偶
42测温线
200治具
201主体部
202第二卡固部(顶针)
203穿孔
具体实施方式
有关本发明之前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之各项实施例的详细说明中，将可清楚地呈现。
参阅图1至图3，为本发明测温板装置的一实施例，适用于在一回焊炉(图未示)内配合一测温装置4量测烘烤时的温度。该测温板装置包含一测温板100，及一用以在测温板100下方支撑并固定测温板100的治具200。测温板100包含一模组式基板1、一可分离地固定于模组式基板1的热补偿单元2，及二固持机构3。
模组式基板1包括多个概呈方形平板状且彼此以侧边16组合的基板单元11。每一基板单元11具有二第一固定部12、二用以与相邻的基板单元11的第一固定部12可分离地固定的第二固定部13，及一形成于基板单元11底部一侧面17的第一卡固部14。具体而言，基板单元11的两第一固定部12分别位于基板单元11的两相邻侧边16，并呈由对应侧边16凹陷形成的卡槽12。基板单元11的两第二固定部13分别位于基板单元11相反于两第一固定部12的两侧边16，且呈由对应侧边16凸起形成的卡块13。该多个基板单元11通过卡块13可分离地卡固于相邻的基板单元11的卡槽12，使基板单元11可选择数量与组合形状地相互固定组合。
治具200包括一概呈平板状的主体部201、多个设置于主体部201顶侧的第二卡固部202，及多个上下贯穿主体部201的穿孔203。各基板单元11的第一卡固部14可分离地固定于治具200的第二卡固部202，藉此使该多个基板单元11可选择数量与组合形状地固定于治具200。具体而言，本实施例中基板单元11的第一卡固部14为基板单元11邻近治具200的侧面17凹陷形成的方形凹槽14。治具200的第二卡固部202为四个由主体部201凸伸至基板单元11的凹槽14内的圆柱形顶针202。参阅图5及图6，该多个顶针202伸入对应基板单元11的凹槽14内，并在凹槽14的边缘与基板单元11相互卡固以固定基板单元11。
利用第一固定部12配合第二固定部13固定及/或第一卡固部14配合治具200的第二卡固部202固定，使基板单元11可选择数量与组合形状地相互组合，藉此模组式基板1能对应各种不同尺寸及形状的电路板(图未示)模拟相同的形式以进行模拟烘烤测温。易于理解地，若要模拟测温的电路板具有孔洞或折断边等特征，模组式基板1可在该等孔洞及折断边对应的位置上钻洞及制作折断边(图未示)，以达到更精准的模拟测温。
参阅图4及图5，热补偿单元2包括二可选择位置地固定于该模组式基板1的表面受测件21，及二可选择位置地固定于该模组式基板1的叠构层补偿件22。表面受测件21用以补偿及模拟实际电路板上电子元件(例如电连接器、CPU、RAM等)在电路板烘烤时的影响。在本实施例中两表面受测件21直接选用了实际的该等电子元件，并以焊接的方式分别固定于模组式基板1的顶面与底面。通过表面受测件21可选择位置地固定于模组式基板1，使测温板100能以各表面受测件21来模拟电路板上的高热质量元件或热敏感元件，并通过量测表面受测件21的烘烤温度来模拟实际电路板上各电子元件烘烤时的温度，且让测温板100在模拟测温时更接近于实际的电路板。
由于要使测温板100能反复承受烘烤而内部不发生剥离损坏，因此模组式基板1不具有一般电路板中复合叠构的铜层结构。为了补偿上述模组式基板1缺少叠构铜层结构的差异，因此叠构层补偿件22被装设于模组式基板1上以模拟实际电路板内叠构铜层的影响。在本实施例中两叠构层补偿件22为铜制的金属片，并容置于基板单元11底侧的方形凹槽14中而分别被两固持机构3可分离地固定。须注意地，叠构层补偿件22并非测温板100使用时的必要结构，仅须在测温板100与实际电路板因叠构的铜层结构导致测温结果具有显著差异时才需装设叠构层补偿件22。
参阅图1及图4，在量测烘烤温度时，测温板100被放入回焊炉内并在需要模拟测温的多个表面受测件21上将测温装置4的热电偶41固定，藉此模拟实际电路板上各不同电子元件的烘烤以进行温度量测。须注意地，在本实施例中各基板单元11的每一侧边16还形成三个理线槽15。每一理线槽15连通对应的凹槽14与外部，且位置对应连通相邻基板单元11的理线槽15。利用该多个理线槽15的设置使测温装置4连接热电偶41的测温线42可穿过各理线槽15以顺利进入各基板单元11底侧的凹槽14(见图4)。由于理线槽15的尺寸对应于测温线42的截面积，因此测温线42在理线槽15内时会被卡固定位而易于整理。
参阅图1、图5及图7，在本实施例中每一固持机构3包括二个上下贯穿模组式基板1的螺杆31，及二形成于叠构层补偿件22以供螺杆31锁附的螺孔32(见图7)。通过螺杆31锁附于螺孔32使叠构层补偿件22稳固地固定在模组式基板1上。易于理解地，固持机构3的形式并不以本实施例中的螺杆31及螺孔32为限，也可为任意具有固定功效的机构，如参阅图8，即显示一种固持机构3的变化形式，在该变化形式中固持机构3包括二设于模组式基板1的第一磁铁33，及二设于叠构层补偿件22并与第一磁铁33磁性相吸的第二磁铁34。通过第一磁铁33与第二磁铁34磁性相吸，使叠构层补偿件22被夹合于模组式基板1与第二磁铁34间而稳固地固定于模组式基板1。须特别说明地，固持机构3并非将叠构层补偿件22固定于模组式基板1的必要结构，如参阅图9，即揭露一种迭构层补偿件22不以固持机构3进行固定的变化形式，在该变化形式中叠构层补偿件22为一金属柱，并通过打入模组式基板1中的方式与模组式基板1相互固定。
要强调地，为了使测温板100的使用寿命增长而避免在承受多次烘烤后损坏，模组式基板1选用材质的热分解温度(thermaldecompositiontemperature)大于320℃、玻璃转换温度(glasstransitiontemperature)大于170℃，且热膨胀系数(coefficientofthermalexpansion)小于0.0002m/℃，并且不具有一般电路板中复合叠构的铜层结构。因此模组式基板1烘烤时不易因为温度超过热分解温度而***损坏，也不易因为温度超过玻璃转换温度而软化变形，且更不会因具有高热膨胀系数及复合叠构的结构而在反复膨胀收缩后造成复合叠构的结构剥离，故相较于一般电路板样本只能承受约50次测温的使用寿命，本发明测温板100的使用寿命大幅提升至能承受150次以上的测温。较理想地，模组式基板1的材质可选用FR-4环氧树脂玻璃纤维或石无铅(Stononlead)。
综上所述，本发明利用模组式基板1具有多个基板单元11，并通过第一固定部12配合第二固定部13固定及/或第一卡固部14配合治具200的第二卡固部202固定的设计，使基板单元11可选择数量与组合形状地相互固定组合，藉此准确地模拟各种不同尺寸、形状及厚度的电路板进行烘烤测试。此外通过表面受测件21的设置，使测温板100能模拟量测电路板上各元件的烘烤温度与影响。另外，由于模组式基板1内部没有叠构结构(铜层)且具有高热分解温度、高玻璃转换温度，及低热膨胀系数等特性，因此能反复承受多次烘烤而不易损坏。故确实能达到本发明的目的。
惟以上所述者，仅为本发明之各项实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明申请专利范围及专利说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖之范围内。

Claims (22)

1.一种测温板，用于在一回焊炉内量测烘烤时的温度；其特征在于，该测温板包含：
一模组式基板，包括多个彼此组合的基板单元，每一基板单元具有至少一第一固定部，及至少一用以与另一基板单元的第一固定部可分离地固定的第二固定部，该多个基板单元通过该等第一固定部及第二固定部可选择数量与组合形状地相互固定组合；及
一热补偿单元，包括至少一可选择位置地固定于该模组式基板的表面受测件。
2.如权利要求1所述的测温板，其特征在于，该热补偿单元还包括至少一可分离地固定于该模组式基板的叠构层补偿件；该测温板还包含至少一将该叠构层补偿件可分离地固定于该模组式基板的固持机构。
3.如权利要求2所述的测温板，其特征在于，该固持机构包括至少一穿设于该模组式基板的螺杆，及一形成于该叠构层补偿件以供该螺杆锁附的螺孔。
4.如权利要求2所述的测温板，其特征在于，该固持机构包括至少一设于该模组式基板的第一磁铁，及一设于该叠构层补偿件并与该第一磁铁磁性相吸的第二磁铁。
5.如权利要求2所述的测温板，其特征在于，该叠构层补偿件为贴附于该模组式基板的部分表面的金属片。
6.如权利要求1所述的测温板，其特征在于，该多个基板单元概呈平板状；该第一固定部及该第二固定部形成于该基板单元的侧边。
7.如权利要求6所述的测温板，其特征在于，该多个基板单元的一侧面凹陷形成一可容置至少部分该热补偿单元的凹槽。
8.如权利要求7所述的测温板，其特征在于，每一基板单元还具有至少一形成于侧边的理线槽；每一基板单元的理线槽连通对应的凹槽与外部，且位置对应于相邻的基板单元的理线槽。
9.如权利要求1所述的测温板，其特征在于，该第一固定部为该基板单元凹陷形成的卡槽；该第二固定部为该基板单元凸起形成而可分离地卡固于相邻基板单元的卡槽内的卡块。
10.如权利要求1所述的测温板，其特征在于，该模组式基板的热分解温度大于320℃、玻璃转换温度大于170℃，且热膨胀系数小于0.0002m/℃。
11.如权利要求1所述的测温板，其特征在于，该模组式基板的材质为FR-4环氧树脂玻璃纤维与石无铅(Stononlead)其中之一。
12.一种测温板装置，用于在一回焊炉内量测烘烤时的温度；其特征在于，该测温板装置包含：
一测温板，包含一模组式基板及一热补偿单元，该模组式基板包括多个彼此组合的基板单元，每一基板单元具有一第一卡固部，该热补偿单元包括至少一可选择位置地固定于该模组式基板的表面受测件；及
一治具，支撑并固定该测温板，并包括一主体部及多个设置于该主体部的第二卡固部；
该多个基板单元的第一卡固部可分离地固定于该治具的第二卡固部，使该多个基板单元可选择数量与组合形状地固定于该治具。
13.如权利要求12所述的测温板装置，其特征在于，每一基板单元还具有至少一第一固定部，及至少一用以与另一基板单元的第一固定部可分离地固定的第二固定部。
14.如权利要求12所述的测温板装置，其特征在于，该多个基板单元概呈平板状；该等第一卡固部为由该多个基板单元邻近该治具的一侧面凹陷形成的凹槽；该治具的第二卡固部为由该主体部凸伸至该等凹槽内的顶针；该等顶针在对应的凹槽内与对应的基板单元相互卡固。
15.如权利要求14所述的测温板装置，其特征在于，该多个凹槽可容置至少部分该热补偿单元；每一基板单元还具有至少一形成于侧边的理线槽；每一基板单元的理线槽连通对应的凹槽与外部，且位置对应于相邻的基板单元的理线槽。
16.如权利要求12所述的测温板装置，其特征在于，该治具形成多个贯穿该主体部的穿孔。
17.如权利要求12所述的测温板装置，其特征在于，该热补偿单元还包括至少一可分离地固定于该模组式基板的叠构层补偿件；该测温板还包含至少一将该叠构层补偿件可分离地固定于该模组式基板的固持机构。
18.如权利要求17所述的测温板装置，其特征在于，该固持机构包括至少一穿设于该模组式基板的螺杆，及一形成于该叠构层补偿件以供该螺杆锁附的螺孔。
19.如权利要求17所述的测温板装置，其特征在于，该固持机构包括至少一设于该模组式基板的第一磁铁，及一设于该叠构层补偿件并与该第一磁铁磁性相吸的第二磁铁。
20.如权利要求17所述的测温板装置，其特征在于，该叠构层补偿件为贴附于该模组式基板的部分表面的金属片。
21.如权利要求12所述的测温板装置，其特征在于，该模组式基板的热分解温度大于320℃、玻璃转换温度大于170℃，且热膨胀系数小于0.0002m/℃。
22.如权利要求12所述的测温板装置，其特征在于，该模组式基板的材质为FR-4环氧树脂玻璃纤维与石无铅(Stononlead)其中之一。
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