CN113945348A - 热界面材料振动测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热界面材料振动测试装置，包括支撑座、第一运动件、第二运动件、第三运动件和固定件，支撑座为热界面材料振动测试装置提供支撑，第一运动件在第一驱动机构用于驱动第一运动件沿导杆长度方向做往复运动，第二运动件在第二驱动机构的驱动下沿第一方向做往复运动，第三运动件在第三驱动机构的驱动下沿第二方向做往复运动，第二方向与第一方向和导杆的往复运动方向均垂直，固定件用于固定被测试的样品，本发明通过设定三个方向的移动，最大限度的模拟了热界面材料运输和使用过程振动的场景，因而可以通过实验对热界面材料抗震能力进行测试，根据测试结果找出热界面材料的不足，然后再对热界面材料进行优化设计。

Description

热界面材料振动测试装置

技术领域

本发明涉及一种振动测试装置，特别是一种热界面材料振动测试装置。

背景技术

随着新技术的发展，具有“高热流密度、高功率、高稳定、热响应、超薄”的新产品对热界面材料提出了更高的要求，热界面材料可以解决电子设备的散热问题，用于发热源和散热器的接触界面之间，通过使用导热系数远高于空气的热界面材料，提高电子元器件的散热效率。

随着电子器件、5G通讯、新能源和光电模块的迭代更新，日益严苛的应用环境对热界面材料提出了更高的要求，在具有高导热的基础上，还需具备优异的可靠性，其中抗振动能力是衡量热界面材料优劣的重要参数。电子器件、5G基站、新能源汽车和光电模块在生产、组装、运输和使用过程中都会存在多方向、多频率、多振幅的振动，消费电子在日常使用中还涉及跌落冲击等瞬间振动；贴合类散热方式由于散热器无法使用机械结构进行固定或者完全固定，要求热界面材料具备良好的粘接性能，进一步提高了对热界面材料抗振动能力的要求。热界面材料填充于发热元件和热沉之间，一旦热界面材料在振动的条件下产生了裂痕、扩张、位移或者完全脱落。就会导致散热性能急剧下降和器件松动等问题，同时滑移的热界面材料会对电子器件产生污染，甚至损害电子器件的功能，导致不可逆的危害。对热界面材料进行振动测试对保证其长期服役可靠性至关重要。

本申请发明人在实施本申请实施例的过程中,发现上述技术至少存在如下技术问题:

目前对热界面材料进行振动测试的设备较为缺乏，振动方向、振幅和方向选择较为单一，无法简易且全面地进行量化测试。

发明内容

本发明提供一种热界面材料振动测试装置，用于解决热界面材料振动测试装置缺乏，无法简易地进行量化测试的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种热界面材料振动测试装置，包括：

支撑座，设置在所述热界面材料振动测试装置最下部，用于支撑热界面材料振动测试装置；

第一运动件，所述第一运动件设置在所述支撑座的上部，所述第一运动件和所述支撑座之间设有至少两根导杆和第一驱动机构，所述导杆的一端固设在所述第一运动件或所述支撑座上，所述导杆的另一端与所述第一运动件或所述支撑座中的另一件做滑动配合，所述第一驱动机构用于驱动所述第一运动件沿所述导杆长度方向做往复运动；

第二运动件，所述第二运动件设置在所述第一运动件的上部，第二运动件和第一运动件之间设置有第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动第二运动件在第一运动件上沿第一方向做往复运动，第一方向与导杆的往复运动方向垂直；

第三运动件，第三运动件设置在第二运动件的上部，第三运动件和第二运动件之间设置有第三驱动机构，第三驱动机构用于驱动第三运动件在第二运动件上沿第二方向做往复运动，第二方向与第一方向和导杆的往复运动方向均垂直；

固定件，固定件设置在第三运动件的上部，用于固定被测试的样品。

进一步地，第一驱动机构包括：

驱动电机，固定在支撑座，用于提供动力；

连杆机构，一端与驱动电机固定连接，另一端与第一运动件固定连接，连杆机构用于将驱动电机的转动转化为轴向运动，推动第一运动件沿导杆做往复运动。

进一步地，第二运动件和第一运动件之间设置有第一行程限位器和第一驱动转盘，第一驱动转盘可转动的设在第一运动件上，第一行程限位器固设在第一驱动转盘上，第一行程限位器与第二运动件滚动配合，第一驱动转盘为第二运动件的往复运动提供动力，第一行程限位器用于控制第二运动件往复运动中行程的长短。

进一步地，第二运动件和第一运动件之间设置第一导轨，第二运动件沿第一导轨在第一方向做往复运动。

进一步地，第三运动件和第二运动件之间设置有第二行程限位器和第二驱动转盘，第二驱动转盘可转动的设在第二运动件上，第二行程限位器固设在第二驱动转盘上，第二行程限位器与第三运动件滚动配合，第二驱动转盘为第三运动件的往复运动提供动力，第二行程限位器用于控制第三运动件往复运动中行程的长短。

进一步地，第三运动件和第二运动件之间设置第二导轨，第三运动件沿第二导轨在第二方向做往复运动。

进一步地，支撑座底部设有减震材料

进一步地，固定件和第三运动件之间设置有连接件，连接件的一端与第三运动件固定连接，连接件的另一端与固定件可调节连接，连接件用于调节固定件的角度。

进一步地，连接件包括：

角度调节板，第三运动件上固设有至少一对角度调节板，角度调节板上设有调节槽，调节槽用于调节固定件的角度，

角度固定螺钉，用于固定件被调整到合适的角度后，将角度固定下来。

紧固螺钉，用于固定件固定牢，防止在运动中固定件发生晃动。

本发明的有益效果:

本发明的热界面材料振动测试装置通过设定三个方向的移动，即导杆方向的往复运动、第一方向的往复运动和第二方向的往复运动，这三个运动方向相互垂直，当这三个运动方向同时运动时，最大限度的模拟了热界面材料运输和使用过程振动的场景，因而可以通过实验对热界面材料抗震能力进行测试，根据测试结果找出热界面材料的不足，然后再对热界面材料进行优化设计，提高热界面材料在运输时装备的稳定性和应用时性能的稳定性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施方式的立体结构示意图；

图2为本发明一个实施方式第一运动件和第二运动件配合的立体结构示意图；

图3为本发明一个实施方式第二运动件和第三运动件配合的立体结构示意图；

图4为本发明一个实施方式第三运动件和固定件配合的立体结构示意图；

图中：10-支撑座；11-导杆；12-连杆机构；20-第一运动件；21-第一驱动转盘；22-第一导轨；30-第二运动件；31-第二驱动转盘；32-第二导轨；33-第二行程限位器；40-第三运动件；41-角度调节板；42-角度固定螺钉；43-紧固螺钉；50-固定件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

为了解决现有技术中的热界面材料进行振动测试的设备较为缺乏,无法简易地进行量化测试的问题，本发明提供了一种热界面材料振动测试装置，具体方案如下。

请参阅图1所示，一种热界面材料振动测试装置,包括支撑座10、第一运动件20、第二运动件30、第三运动件40和固定件。

支撑座10设置在热界面材料振动测试装置最下部，用于支撑热界面材料振动测试装置，支撑座10有足够的高度，导杆11运动的过程中不会从支撑座10中脱离。

第一运动件20，第一运动件20设置在支撑座10的上部，第一运动件20和支撑座10之间设有至少两根导杆11和第一驱动机构，优选四根导杆11，导杆11的一端固设在第一运动件20或支撑座10上，导杆11的另一端与第一运动件20或支撑座10中的另一件做滑动配合，优选导杆11的一端固设在第一运动件20上，导杆11的另一端与支撑座10滑动配合，第一驱动机构用于驱动第一运动件20沿导杆11长度方向做往复运动；

第二运动件30，第二运动件30设置在第一运动件20的上部，第二运动件30和第一运动件20之间设置有第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动第二运动件30在第一运动件20上沿第一方向做往复运动，第一方向与导杆11的往复运动方向垂直；

第三运动件40，第三运动件40设置在第二运动件30的上部，第三运动件40和第二运动件30之间设置有第三驱动机构，第三驱动机构用于驱动第三运动件40在第二运动件30上沿第二方向做往复运动，第二方向与第一方向和导杆11的往复运动方向均垂直；

固定件，固定件设置在第三运动件40的上部，用于固定被测试的样品。

本实施例的热界面材料振动测试装置通过设定三个方向的移动，即导杆11方向的往复运动、第一方向的往复运动和第二方向的往复运动，这三个运动方向相互垂直，当这三个运动方向同时运动时，最大限度的模拟了热界面材料运输和使用过程振动的场景，因而可以通过实验对热界面材料抗震能力进行测试，根据测试结果找出热界面材料的不足，然后再对热界面材料进行优化设计，提高热界面材料在运输时装备的稳定性和应用时性能的稳定性。

进一步的，第一驱动机构包括驱动电机和连杆机构12

驱动电机固定在支撑座10，用于提供动力，驱动电机的转动轴可以和一转盘固定，转盘中心外一点与连杆机构12的一端固定连接，另一端与第一运动件20固定连接，连杆机构12用于将驱动电机的转动转化为轴向运动，推动第一运动件20沿导杆11做往复运动。

第一运动件20和支撑座10之间要有足够的空间，连杆机构12带动第一运动件20做往复运动的过程当中，不会与第一运动件20和支撑座10发生干涉。

进一步的，第一驱动机构也可以是往复运动的气缸或油缸，只要能实现第一运动件20做往复运动的机构均可。

进一步的，请参阅图2所示，第二运动件30和第一运动件20之间设置有第一行程限位器和第一驱动转盘21，第一驱动转盘21可转动的设在第一运动件20上，第一行程限位器固设在第一驱动转盘21上，第一行程限位器与第二运动件30滚动配合，第一驱动转盘21为第二运动件30的往复运动提供动力，第一行程限位器用于控制第二运动件30往复运动中行程的长短。

第一行程限位器的位置可以调整，如果想让第二运动件30做较大距离的运动，可以将第一行程限位器向外调整，如果想让第二运动件30做较小距离的运动，可以将第一行程限位器向内调整。

第一驱动转盘21优选圆形，优选用电机驱动第一驱动转盘21，当第一驱动转盘21在电机的驱动下做圆周运动，第一驱动转盘21带动第一行程限位器做圆周运动，第一行程限位器在第二运动件30相配合的槽内滚动，推动第二运动件30在第一方向上做往复运动。

采用第一驱动转盘21和第一行程限位器的方式，结构简单，成本低。

进一步的，第二运动件30和第一运动件20之间设置第一导轨22，第二运动件30沿第一导轨22在第一方向做往复运动。

采用导轨可以使第二运动件30的运动精确，有效降低装置在运行过程中的事故率，提高装置的工作效率。

进一步的，第二运动件30和第一运动件20之间可以设置气缸，气缸的缸体固定在第一运动件20，气缸的活动部分与第二运动件30固定连接，气缸的轴伸出和收缩，推动第二运动件30往复运动，也可以设置两个单向气缸，两个气缸的运动方向相反，当一个气缸的轴伸出时，另一个气缸的轴收缩，两个气缸共同推动第二运动件30往复运动，两个气缸的协同运动可以通过PLC可编程控制器来协调动作。当然控制第二运动件30往复运动的方式很多，例如在第二运动件30上设置磁性物体，在第一运动件20的两端设置电磁铁，磁性物体带动第二运动件30在导轨上运动，当第二运动件30运动到其中一个电磁铁的一端，该电磁铁通电产生磁性，将第二运动件30运动推向另一端，当第二运动件30移动到另一端后，这一端的电磁铁断电，另一端的电磁铁通电，又把第二运动件30推回来，以此反复就实现了第二运动件30的往复运动。

进一步的，请参阅图3所示，第三运动件40和第二运动件30之间设置有第二行程限位器33和第二驱动转盘31，第二驱动转盘31可转动的设在第二运动件30上，第二行程限位器33固设在第二驱动转盘31上，第二行程限位器33与第三运动件40滚动配合，第二驱动转盘31为第三运动件40的往复运动提供动力，第二行程限位器33用于控制第三运动件40往复运动中行程的长短。

第二驱动转盘31优选圆形，优选用电机驱动第二驱动转盘31，当第二驱动转盘31在电机的驱动下做圆周运动，第二驱动转盘31带动第二行程限位器33做圆周运动，第二行程限位器33在第三运动件40相配合的槽内滚动，推动第三运动件40在第二方向上做往复运动。

采用第二驱动转盘31和第二行程限位器33的方式，结构简单，成本低。

进一步的，第三运动件40和第二运动件30之间设置第二导轨32，第三运动件40沿第二导轨32在第二方向做往复运动。

采用导轨可以使第三运动件40的运动精确，有效降低装置在运行过程中的事故率，提高装置的工作效。

进一步的，第三运动件40和第二运动件30之间可以设置气缸，气缸的缸体固定在第二运动件30，气缸的活动部分与第三运动件40固定连接，气缸的轴伸出和收缩，推动第三运动件40往复运动，也可以设置两个单向气缸，两个气缸的运动方向相反，当一个气缸的轴伸出时，另一个气缸的轴收缩，两个气缸共同推动第三运动件40往复运动，两个气缸的协同运动可以通过PLC可编程控制器来协调动作。当然控制第三运动件40往复运动的方式很多，例如在第三运动件40上设置磁性物体，在第二运动件30的两端设置电磁铁，磁性物体带动第三运动件40在导轨上运动，当第三运动件40运动到其中一个电磁铁的一端，该电磁铁通电产生磁性，将第三运动件40运动推向另一端，当第三运动件40移动到另一端后，这一端的电磁铁断电，另一端的电磁铁通电，又把第三运动件40推回来，以此反复就实现了第三运动件40的往复运动。

进一步的，支撑座10底部设有减震材料，本装置为振动装置，在三个方向都有运动，装置与安装基面会产生振动，产生噪音，同时对装置也会产生影响，降低装置的使用寿命，因此支撑座10底部设有减震材料可以有效的避免以上问题。

进一步的，请参阅图4所示，固定件和第三运动件40之间设置有连接件，连接件的一端与第三运动件40固定连接，连接件的另一端与固定件可调节连接，连接件用于调节固定件的角度。

进一步的，连接件包括：

角度调节板41，第三运动件40上固设有至少一对角度调节板41，角度调节板41上设有调节槽，调节槽用于调节固定件的角度，

角度固定螺钉42，用于固定件被调整到合适的角度后，将角度固定下来。

紧固螺钉43，用于固定件固定件，防止在运动中固定件发生晃动。

采用连接件调节固定件的角度，可以模拟在不同角度的情况下对热界面材料进行振动测试，

扩大了测试范围，可以更准确的模拟出热界面材料的各种使用场景。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种热界面材料振动测试装置,其特征在于，包括：

支撑座，设置在所述热界面材料振动测试装置最下部，用于支撑热界面材料振动测试装置；

第一运动件，所述第一运动件设置在所述支撑座的上部，所述第一运动件和所述支撑座之间设有至少两根导杆和第一驱动机构，所述导杆的一端固设在所述第一运动件或所述支撑座上，所述导杆的另一端与所述第一运动件或所述支撑座中的另一件做滑动配合，所述第一驱动机构用于驱动所述第一运动件沿所述导杆长度方向做往复运动；

第二运动件，所述第二运动件设置在所述第一运动件的上部，所述第二运动件和所述第一运动件之间设置有第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述第二运动件在所述第一运动件上沿第一方向做往复运动，所述第一方向与导杆的往复运动方向垂直；

第三运动件，所述第三运动件设置在所述第二运动件的上部，所述第三运动件和所述第二运动件之间设置有第三驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述第三运动件在所述第二运动件上沿第二方向做往复运动，所述第二方向与第一方向和导杆的往复运动方向均垂直；

固定件，所述固定件设置在所述第三运动件的上部，用于固定被测试的样品。

2.根据权利要求1所述的热界面材料振动测试装置，其特征在于，所述第一驱动机构包括：

驱动电机，固定在所述支撑座，用于提供动力；

连杆机构，一端与所述驱动电机固定连接，另一端与所述第一运动件固定连接，所述连杆机构用于将所述驱动电机的转动转化为轴向运动，推动所述第一运动件沿所述导杆做往复运动。

3.根据权利要求1所述的热界面材料振动测试装置，其特征在于，所述第二运动件和所述第一运动件之间设置有第一行程限位器和第一驱动转盘，所述第一驱动转盘可转动的设在所述第一运动件上，所述第一行程限位器固设在所述第一驱动转盘上，所述第一行程限位器与第二运动件滚动配合，所述第一驱动转盘为所述第二运动件的往复运动提供动力，所述第一行程限位器用于控制所述第二运动件往复运动中行程的长短。

4.根据权利要求3所述的热界面材料振动测试装置，其特征在于，所述第二运动件和所述第一运动件之间设置第一导轨，所述第二运动件沿所述第一导轨在第一方向做往复运动。

5.根据权利要求1所述的热界面材料振动测试装置，其特征在于，所述所述第三运动件和所述第二运动件之间设置有第二行程限位器和第二驱动转盘，所述第二驱动转盘可转动的设在所述第二运动件上，所述第二行程限位器固设在所述第二驱动转盘上，所述第二行程限位器与第三运动件滚动配合，所述第二驱动转盘为所述第三运动件的往复运动提供动力，所述第二行程限位器用于控制所述第三运动件往复运动中行程的长短。

6.根据权利要求5所述的热界面材料振动测试装置，其特征在于，所述第三运动件和所述第二运动件之间设置第二导轨，所述第三运动件沿所述第二导轨在第二方向做往复运动。

7.根据权利要求1所述的热界面材料振动测试装置，其特征在于，所述支撑座底部设有减震材料。

8.根据权利要求1～7任一项所述的热界面材料振动测试装置，其特征在于，所述固定件和所述第三运动件之间设置有连接件，所述连接件的一端与所述第三运动件固定连接，所述连接件的另一端与所述固定件可调节连接，所述连接件用于调节所述固定件的角度。

9.根据权利要求8所述的热界面材料振动测试装置，其特征在于，所述连接件包括：

角度调节板，所述第三运动件上固设有至少一对所述角度调节板，所述角度调节板上设有调节槽，所述调节槽用于调节所述固定件的角度，

角度固定螺钉，用于所述固定件被调整到合适的角度后，将所述角度固定下来。

紧固螺钉，用于所述固定件固定牢，防止在运动中所述固定件发生晃动。

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