JP2000097827A - Torsion tester - Google Patents
Torsion testerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torsion tester for evaluating the torsion stress of a solder joint generated when a connector is mounted on a board used for a mounting board of an electronic device by soldering on the mounting board. And related to reliability evaluation equipment.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art As a method of evaluating the torsional stress applied to a connector used for connecting between substrates on a mounting substrate, an angle deviation between the substrates is measured, and this angle deviation is applied to the connector. It can be considered to be represented by torsional stress.
【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。As a method of measuring the torsional torque of a connector, a connector-shaped bit is formed at the tip of a torque wrench or a torque driver, and the bit is inserted into, for example, a female side of the connector. By rotating the bit with
It is conceivable to measure the torque after breaking of the solder joint between the female connector and the board.
【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。FIG. 7 is a side view schematically showing a conventional torsion tester. This torsion tester can simultaneously measure the rotation angle and torsion torque of a connector.
【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１
０９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。[0005] As shown in FIG. 7, the torsion tester has a torque driver 105, and a connector-shaped jig bit 1 is connected to the torque driver 105 via a shaft 107.
09 is formed. An extension scale needle 111 for measuring a rotation angle is attached to the jig bit 109.
【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。Then, the female connector 103 soldered to the substrate 101 is arranged below the jig bit 109, the jig bit 109 is moved downward, and the jig bit 109 is inserted into the connector 103. And combine. Next, torsion stress (torsion torque) is applied to the solder joint between the connector 103 and the board 101 by applying a rotational force to the jig bit 109 via the shaft 107 by the torque driver 105. Then, the torsion angle when the solder joint is broken by the torsional stress is read by the extension scale needle 111, and the torque at which the solder joint is broken is measured.
【０００７】尚、このねじり試験機では、目盛り針１１
１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。In this torsion tester, the scale needle 11
The scale of the goniometer indicated by 1 has only a main scale and no vernier scale. For this reason, the measurement accuracy is poor at about 1 degree.
【０００８】[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。However, the conventional torsion tester has the following problems when measuring the force applied to the solder joint and the torsion angle. (1) The torque at which the destruction of the solder joint has ended can be measured, but for the torsion angle at that time, since the load has disappeared after the destruction, the graduation needle 111 is likely to overshoot, and the accurate angle must be measured. Becomes difficult.
【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０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。(2) Since the conventional torsion tester has no means for observing the destruction state of the solder joint, only the torque value and the torsion angle at the time of destruction can be measured. (3) The conventional torsion tester has no means for holding the state 0 in which an arbitrary torsion torque is applied to the solder joint for a predetermined time. For this reason, it is not possible to measure a torsion angle or the like after applying an arbitrary torsion torque for a predetermined time.
【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
度を制度よく測定できるねじり試験機を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a torsion torque or a torsion angle at which a solder joint between a board and a connector is broken. To provide a testing machine.
【００１１】[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、基板にはんだで接合
されたコネクターのはんだ接合部にねじり力を加えた場
合の該ねじり力と該接合部の回転角度を測定するねじり
試験機であって、上記はんだ接合部にねじり力を加える
手段と、該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、を具備することを特徴と
する。尚、角度計は副尺を有することが好ましい。In order to solve the above-mentioned problems, a torsion tester according to the present invention comprises a torsion force when a torsion force is applied to a solder joint of a connector joined to a substrate by soldering. A torsion tester for measuring a rotation angle of a joint, comprising: means for applying a torsion force to the solder joint, a torque sensor for detecting the torsion force, and a goniometer for measuring the rotation angle. It is characterized by the following. The goniometer preferably has a vernier.
【００１２】上記ねじり試験機では、ねじり力を加える
手段によりはんだ接合部にねじり力を与え、はんだ接合
部からの反力をトルクセンサーで検出することにより該
ねじり力を測定すると共に、角度計によりはんだ接合部
が回転した回転角度を測定する。したがって、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力又
はねじり角度を正確に測定することができる。In the torsion tester, a torsional force is applied to the solder joint by means of applying a torsional force, and the reaction force from the solder joint is detected by a torque sensor to measure the torsional force. Measure the angle of rotation of the solder joint. Therefore, it is possible to accurately measure the torsional force or the torsional angle when the solder joint between the board and the connector is broken.
【００１３】また、上記はんだ接合部の導通抵抗を測定
することにより該はんだ接合部の破壊時点を規定する微
小抵抗計をさらに含むことが好ましい。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。それを微小抵抗計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。[0013] It is preferable that the apparatus further includes a micro ohm meter that determines the time of destruction of the solder joint by measuring the conduction resistance of the solder joint. When a torsional force is applied to the solder joint, cracks enter the solder joint and change slightly in the direction in which the conduction resistance of the solder joint increases. By reading it with a micro resistance meter, the point of destruction of the solder joint can be measured. This makes it possible to measure an accurate angle or torsional force when the solder joint is broken.
【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。It is preferable that the apparatus further includes holding means for holding the board and the connector in a state where a predetermined twisting force or a predetermined rotation angle is applied to the solder joint. Accordingly, the solder joint can be put into a thermal shock test tank or the like while being held in a state where a predetermined torsion angle is applied, and an acceleration test can be performed. Then, the creep rupture time of the solder joint due to the torsional force can be measured.
【００１５】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments described below are preferred examples of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. It is not limited to these forms unless otherwise described.
【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。FIG. 1A is a top view showing the mechanism of a torsion tester according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a side view of the torsion tester shown in FIG. FIG. 2 is an enlarged schematic view of a mechanism part of the torsion tester shown in FIG. 1 and a recorder for recording torsion torque and minute resistance. FIG. 3A is a diagram illustrating a part of the upper surface of the substrate 13b illustrated in FIG. 2, and FIG. 3B is a diagram illustrating a part of the upper surface of the substrate 13a illustrated 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 board and the micro ohmmeter.
【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。As shown in FIG. 1, the torsion tester has a vertically movable part 120 that moves up and down, and a vertically movable part 121 that moves forward and backward is connected to the up and down movable part 120. The arm 5 and the handle 50 are connected to the front and rear movable portion 121. The arm 5 is configured to be rotatable around a rotation center described later. The handle 50 is configured such that turning the handle 50 pushes the arm 5 in the rotation direction. An upper unit 100 is connected to the arm 5.
【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，１８
ｂ、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。As shown in FIG. 2, the upper unit 100
Are a torque sensor 4, a rotation angle meter 3 having a vernier scale, a bearing 2, a shaft 14, and fixing plates 18a, 18
b, fixing shafts 6 a and 6 b and an upper plate 7. The rotation centers of the upper plate 7, the shaft 14, the rotation angle meter 3, and the torque sensor 4 are arranged so as to coincide with the rotation center of the connector 1a. The goniometer 3 is arranged concentrically about the center of rotation of the connector.
【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１
４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。A shaft 14 is connected to the arm 5. The shaft 14 supports the upper plate 7 and is provided with a torsional torque by the arm 5. Shaft 1
4 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 so that the torsion torque detected by the torque sensor 4 is input to the recorder 12 via the voltage amplifier 16 via the signal line 17.
【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。The upper plate 7 fixes the substrate 13a on the lower surface. The lower plate 8 is arranged below the upper plate 7, and the lower plate 8 is fixed to the base 15 by screws 19. The lower plate 8 fixes the substrate 13b on its upper surface. The rotation centers of the lower plate 8 and the connector 1b are arranged so as to coincide with the rotation centers of the upper unit 100.
【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。The recorder 12 has a micro ohm meter 11 having a strain amplifier. The micro ohm meter 11 is connected to the connectors 1a and 1b and the boards 13a and 13b via the wiring 9 and the variable resistor 31. Part is electrically 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 ohm meter 11 and is input to the recorder 12 via the micro ohm meter 11.
【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。Next, a method of performing a torsion test of the connector by applying a torsion torque to the connector by the above-described torsion tester and measuring the torsion torque, the torsion angle, and the minute resistance will be described.
【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。First, as shown in FIG. 2, a board 13a having a male connector 1a joined to its surface by solder is prepared, and a board 13b having a female connector 1b joined to its surface by solder is prepared.
【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２２
ｂ〜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〜２２
ｊにはメス側コネクター１ｂがはんだ接合されている。That is, as shown in FIG. 3A, a 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 via a wiring pattern. I have. Land 22
The b to land 22h are connected by a routing pattern 21. The lands 22a to 22 on the substrate 13b shown in FIG.
The female connector 1b is soldered to j.
【００２５】一方、図３（ｂ）に示すように、基板１３
ａ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２
３ａ〜２３ｊにはオス側コネクター１ａがはんだ接合さ
れている。On the other hand, as shown in FIG.
Lands 23a to 23j are formed on the upper surface of a.
The lands 23a to 23j are connected by a routing pattern 24. Land 2 on substrate 13a shown in FIG.
The male connector 1a is soldered to 3a to 23j.
【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２
０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，１
ｂの全ての接点が直列に引き回される。Next, the upper movable unit 120 shown in FIG. 1 is raised along the guide to fix the upper unit 100 at the upper part, the substrate 13a is fixed to the upper plate 7 with screws or the like, and the lower plate 8 is fixed to the lower plate 8. The substrate 13b is fixed with screws or the like. 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 part 120,
The male connector 1a and the female connector 1b are connected. When the connector 1a and the connector 1b are combined as described above, the check land 2 shown in FIG.
0 through the lands 22a to 22j, 23a to 23j and the connectors 1a, 1
All contacts b are routed in series.
【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１
３ｂ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１１と０調整するための可変抵抗であ
る。Here, the relationship between the conduction resistance and the micro resistance meter shown in FIG. 4 will be described. The resistor 30 is connected between the substrate 13a and the substrate 1
3b, the continuity resistance of the wiring 9, the connector 1a,
1B shows all conduction resistances such as the conduction resistance of FIG. The resistance 31 is a variable resistance for zero adjustment with the micro resistance meter 11 before applying a torsional force to the solder joint.
【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。Thereafter, the handle 50 is rotated with the male connector 1a and the female connector 1b connected. Thus, 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. A force is transmitted to the torque sensor 4 through the shaft 14 as long as the solder joint has a reaction force. As the shaft 14 rotates, the needle 70 fixed to the shaft 14 shown in FIG. 1B rotates around the rotation angle meter 3. The rotation angle at which the solder joint has rotated is read by aligning the zero scale of the rotation angle meter 3 with the tip of the needle 70. At this time, reading can be performed for up to 20 minutes by adjusting the vernier scale. Therefore, the torsional torque and the destruction state of the connector can be defined by the angle. This allows the soldered state of the connectors directly mounted on the board to be
It can be predicted by the mounting state of the substrate.
【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。When cracks enter the solder joint due to the torsional force, the resistance 30 slightly changes in the direction in which the resistance 30 shown in FIG. 4 increases. The micro resistance meter 11 reads the data based on the principle of balancing the resistance 33, and notifies the recorder 12 of the change in the conduction resistance 30 and records it. This makes it possible to measure from the start to the end of the destruction of the solder joint. This makes it possible to measure an accurate angle when the solder joint is broken. Further, it is not only possible to measure only the torque value and the torsion angle at the time of breaking, and it is possible to observe the breaking state of the solder joint.
【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。Next, a method of maintaining the connector in a twisted state at a predetermined torsion torque or angle will be described.
【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５
０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，１
８ｂ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。The upper movable unit 120 shown in FIG. 1B is raised along the guide to fix the upper unit 100 on the upper side, and the substrate 13a is fixed to the upper plate 7 with screws or the like.
The substrate 13b is fixed to the lower plate 8 with screws or the like. Thereafter, the upper unit 100 is lowered by lowering the vertically movable part 120, and the male connector 1a and the female connector 1b are connected. In this state, handle 5
When 0 is rotated, a torsional force is transmitted to the solder joint.
When this reaches a predetermined torque value, the fixing plates 18a, 1 are attached to the fixing shafts 6a, 6b shown in FIG.
8b is inserted, 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 torsion angle of the upper plate 7 with respect to the lower plate 8 is fixed, so that a state where a predetermined torsion torque is applied to the solder joint is maintained for a predetermined time. can do. This makes it possible to measure a torsion angle or the like after applying an arbitrary torsion torque for a predetermined time.
【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。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 and twisted. The torsion test jig 60 shown in FIG. 5 held in a state where a torque is applied.
Can be removed from the torsion tester. With this, while the upper plate 7 and the lower plate 8 are combined, the life test is performed by putting the solder joint in a predetermined torsion torque in another test device, for example, a thermal shock test tank. It can be carried out. That is, a large number of sample tests can be performed, and the life expectancy of the solder joint of the connector to which the twist has been applied can be predicted. FIG. 5 is a 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 at a predetermined torsion torque or torsion angle.
【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。When the arm 5 is twisted to a predetermined angle by turning the handle 50, the needle 70 fixed to the shaft 14 rotates around the rotation angle meter 3 as the shaft 14 rotates. Then, when the needle 70 points at a predetermined angle, if the fixing plates 18a, 18b are fixed to the fixing shafts 6a, 6b and the upper plate 7 with screws, a torsion torque is applied to the solder joint at a predetermined angle. State can be maintained.
【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１
４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。FIG. 6 is a sectional view showing an example of a goniometer using an encoder, which is a modification of the torsion tester shown in FIG. The rotation angle meter 3 is a shaft 1 shown in FIG.
Attach timing pulley 40 to encoder 4
It can also be achieved in a format that can be read by.
【００３５】[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。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a torsion tester capable of accurately measuring a torsion torque or a torsion angle when a solder joint between a substrate and a connector is broken.
【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。FIG. 1A is a top view showing a mechanism of a torsion tester according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a side view of the torsion tester shown in FIG.
【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。FIG. 2 is an enlarged schematic view of a mechanism part of the torsion tester shown in FIG. 1 and a recorder that records torsion torque and minute resistance.
【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１
３ａの上面の一部を示す図である。3A is a diagram showing a part of the upper surface of a substrate 13b shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a diagram showing the substrate 1 shown in FIG.
It is a figure which shows a part of upper surface of 3a.
【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。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a connection relationship between a conduction resistance of a solder joint between a connector and a substrate and a micro ohm meter.
【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。FIG. 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 at a predetermined torsion torque or torsion angle;
【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。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the torsion tester shown in FIG. 1 and showing an example of a goniometer using an encoder.
【図７】従来のねじり試験機を模式的に示す側面図であ
る。FIG. 7 is a side view schematically showing a conventional torsion tester.
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、１
２…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〜２２
ｊ，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、１
０９…治具ビット、１１１…延長目盛り針、１２０…上
下可動部、１２１…前後可動部。1a: male connector, 1b: female connector, 2
... bearings, 3 ... rotational angle meters, 4 ... torque sensors, 5 ...
Arms, 6a, 6b: fixing shaft, 7: upper plate, 8: lower plate, 9: wiring, 11: micro resistance meter, 1
2 ... recorder, 13a, 13b ... board, 14 ... shaft, 15 ... base, 16 ... voltage amplifier, 17 ... signal line,
18a, 18b: fixing plate, 19: screw, 20 ...
Check land, 21 ... routing pattern, 22a-22
j, 23a to 23j land, 24 wiring pattern, 30 conduction resistance, 31 resistance, 33 resistance, 40 timing pulley, 41 encoder, 50 handle, 60 test fixture, 70 needle, 100 Upper unit, 105: torque driver, 107: shaft, 1
09: jig bit, 111: extended scale needle, 120: vertically movable part, 121: front and rear movable part.
Claims (3)
はんだ接合部にねじり力を加えた場合の該ねじり力と該
接合部の回転角度を測定するねじり試験機であって、 上記はんだ接合部にねじり力を加える手段と、 該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、 を具備することを特徴とするねじり試験機。1. A torsion tester for measuring a torsion force and a rotation angle of a joint when a torsion force is applied to a solder joint of a connector joined to a board by solder, the torsion tester comprising: A torsion tester comprising: means for applying a torsional force; a torque sensor for detecting the torsional force; and a goniometer for measuring the rotation angle.
ことにより該はんだ接合部の破壊時点を規定する微小抵
抗計をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のねじ
り試験機。2. The torsion tester according to claim 1, further comprising a micro ohm meter that determines a time point at which the solder joint is broken by measuring a conduction resistance of the solder joint.
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を特徴とする
請求項１記載のねじり試験機。3. The torsion tester according to claim 1, further comprising holding means for holding said board and said connector in a state where a predetermined torsional force or a predetermined rotation angle is applied to said solder joint. .
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- 1998-09-28 JP JP27241198A patent/JP4089034B2/en not_active Expired - Fee Related
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