一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置及测试方法

本发明涉及实验室仪器设备，具体是一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置及测试方法。

背景技术：

1、板级组件广泛应用于电子设备中，其通常包括印制电路板、电子元器件以及用于连接电子元器件与印制电路板的焊点。焊点作为电气连接和机械连接的重要部位，其可靠性直接影响电子产品的使用寿命和工作稳定性。

2、在实际服役环境中，板级组件往往同时受到温度变化和湿度变化的影响。温度循环会导致不同材料之间产生热膨胀失配，从而使焊点处产生热应力；湿度变化会影响板级组件材料的吸湿膨胀性能，并可能加速焊点及其周围材料的损伤。因此，仅在单一温度载荷或单一湿度环境下进行测试，难以真实反映板级组件焊点在复杂环境中的受力状态。

3、现有测试装置多侧重于温度循环测试或恒湿环境测试，对于热载荷与湿度载荷共同作用下焊点应力的实时监测能力不足。同时，部分湿度调节结构复杂，维护不便，不利于小型化试验装置的搭建和使用。

4、因此，有必要提供一种结构清楚、操作方便，并能够在热-湿耦合载荷条件下对板级组件焊点应力进行测试的装置。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服背景技术中提出的问题，而提供一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置及测试方法，以实现对试验箱内温度和湿度的调节，并通过应变测试组件、数据采集仪和计算机对板级组件焊点应力进行监测。

2、实现本发明的技术方案是：

3、一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置，包括试验箱、热循环装置、湿度调节装置、板级组件固定装置、应变测试组件、数据采集仪和计算机。

4、所述热循环装置设置于所述试验箱的上方，并通过温度调节通道与所述试验箱的内腔连通，用于调节所述试验箱内的温度。所述湿度调节装置设置于所述试验箱内，用于调节所述试验箱内的湿度。所述板级组件固定装置设置于所述试验箱的底部，用于固定待测试板级组件。所述应变测试组件设置于所述待测试板级组件上，并与所述数据采集仪连接。所述数据采集仪与所述计算机连接，用于将采集到的应变数据传输至所述计算机。

5、作为优选，所述温度调节通道包括制热通道和制冷通道，所述制热通道和所述制冷通道分别连通所述热循环装置与所述试验箱的内腔。通过两个温度调节通道，可实现热循环装置与试验箱之间的气流交换，从而改变试验箱内的温度。所述热循环装置设置有温度控制面板，所述温度控制面板用于设定和显示所述试验箱内的温度参数。

6、作为优选，所述湿度调节装置包括增湿模块和除湿模块，所述增湿模块用于提高所述试验箱内的湿度，所述除湿模块用于降低所述试验箱内的湿度。

7、所述增湿模块包括储水件、供水管路和雾化喷嘴。所述储水件通过所述供水管路与所述雾化喷嘴连通，所述雾化喷嘴设置于所述试验箱内，用于将水雾化后喷入所述试验箱的内腔，从而提高试验箱内的湿度。所述增湿模块还包括水泵，所述水泵设置于所述供水管路上，用于将所述储水件内的水输送至所述雾化喷嘴。

8、所述除湿模块包括干燥剂容纳件和设置于所述干燥剂容纳件内的硅胶干燥剂。所述干燥剂容纳件设置于所述试验箱内，所述硅胶干燥剂用于吸收试验箱内空气中的水分，从而降低试验箱内的湿度。所述干燥剂容纳件为可抽拉式盒体，所述可抽拉式盒体上设置有多个透气孔。透气孔用于使试验箱内空气与硅胶干燥剂接触，可抽拉式盒体便于更换或再生硅胶干燥剂。

9、作为优选，所述试验箱的侧壁设置有湿度控制面板，所述湿度控制面板与所述湿度调节装置电连接，用于设定和显示所述试验箱内的湿度参数。

10、作为优选，所述板级组件固定装置包括四根螺纹柱，四根所述螺纹柱间隔设置于所述试验箱的底部，所述待测试板级组件通过紧固件固定于四根所述螺纹柱上。

11、作为优选，所述应变测试组件包括应变片，所述应变片粘贴于所述待测试板级组件的焊点应力测试位置。所述试验箱设置有走线孔，所述应变片通过导线穿过所述走线孔与所述数据采集仪连接。

12、作为优选，所述数据采集仪与所述计算机连接，用于将采集到的应变数据传输至所述计算机。

13、作为优选，一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

14、步骤s1，将板级组件固定在试验箱底部的固定装置上，贴上应变片，将应变片导线穿过试验箱的走线孔与数据采集仪连接，将数据采集仪与计算机连接，用橡胶塞将走线孔堵住；

15、步骤s2，将试验箱内的增湿模块与除湿模块原料补充完整，关闭试验箱门，通过热循环装置的控制面板调节实验箱内的温度，通过湿度调节装置的控制面板调节实验箱内的湿度，即可实现热湿耦合加载；

16、步骤s3，数据采集仪收集到的数据会传输到计算机上，可通过计算机实时查看板级组件焊点应力值。

17、本发明提供的一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置及测试方法，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、传统焊点应力测试方法大多只考虑单一的热循环与湿度环境，本发明通过热循环装置和湿度调节装置共同作用，使试验箱内能够形成热-湿耦合载荷环境，更接近板级组件实际服役条件。本发明通过雾化喷嘴将水雾化后喷入试验箱内，实现增湿，结构简单，增湿响应较快。通过硅胶干燥剂吸收试验箱内空气中的水分实现除湿，不需要设置冷凝片或复杂制冷除湿结构，装置结构简单，维护方便。本发明通过四根螺纹柱固定板级组件，能够对板级组件形成稳定支撑，便于在热-湿耦合载荷下进行应变测试。通过应变片、数据采集仪和计算机实现焊点应变数据的采集和监测，可实时分析板级组件焊点在热-湿耦合载荷作用下的应力变化情况。

1.一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置，其特征在于，包括试验箱、热循环装置、湿度调节装置、板级组件固定装置、应变测试组件、数据采集仪和计算机；

2.根据权利要求1所述的一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置，其特征在于，所述温度调节通道包括制热通道和制冷通道，所述制热通道和所述制冷通道分别连通所述热循环装置与所述试验箱的内腔。所述热循环装置设置有温度控制面板，所述温度控制面板用于设定和显示所述试验箱内的温度参数。

3.根据权利要求1所述的一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置，其特征在于，所述湿度调节装置包括增湿模块和除湿模块，所述增湿模块用于提高所述试验箱内的湿度，所述除湿模块用于降低所述试验箱内的湿度。

4.根据权利要求1所述的一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置，其特征在于，所述试验箱的侧壁设置有湿度控制面板，所述湿度控制面板与所述湿度调节装置电连接，用于设定和显示所述试验箱内的湿度参数。

5.根据权利要求1所述的一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置，其特征在于，所述板级组件固定装置包括四根螺纹柱，四根所述螺纹柱间隔设置于所述试验箱的底部，所述待测试板级组件通过紧固件固定于四根所述螺纹柱上。

6.根据权利要求1所述的一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置，其特征在于，所述应变测试组件包括应变片，所述应变片粘贴于所述待测试板级组件的焊点应力测试位置。所述试验箱设置有走线孔，所述应变片通过导线穿过所述走线孔与所述数据采集仪连接，所述走线孔用橡胶塞堵住，保持试验箱内的温度。

7.根据权利要求1所述的一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试装置，其特征在于，所述数据采集仪与所述计算机连接，用于将采集到的应变数据传输至所述计算机。

8.一种热-湿耦合载荷下板级组件焊点应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：