旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔及基于該試樣腔的試驗箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及冷熱沖擊試驗箱。
【背景技術(shù)】
[0002]冷熱沖擊試驗箱是用于檢測微電子元器件互聯(lián)結(jié)構(gòu)在反復(fù)冷熱變化下的抵抗能力，對元器件組裝可靠性進行判斷，以便對試驗品在擬定環(huán)境條件下的性能、行為作出分析及評價，是航空、汽車、家電、科研等領(lǐng)域必備的測試設(shè)備。電子元件要服役中要經(jīng)歷不同的溫度條件，互聯(lián)結(jié)構(gòu)在冷熱沖擊下將產(chǎn)生交變熱應(yīng)力，從而使得其互聯(lián)結(jié)構(gòu)失效，因此耐冷熱沖擊性能是評價其可靠性的一項關(guān)鍵指標。冷熱循環(huán)試驗箱是一種蓄能式冷熱沖擊試驗箱，當前主要用來測試電子產(chǎn)品的焊點可靠性，它能模擬高溫與低溫之間的瞬間變化環(huán)境，從而評價產(chǎn)品上焊點的可靠性。本裝置可用于元件組裝結(jié)構(gòu)的可靠性測試，也可用于不同互連材料及設(shè)計的可靠性比較評估。
[0003]現(xiàn)有的冷熱循環(huán)實驗設(shè)備中，試樣腔的運動方式為上下運動，當運動到中間位置時，冷空氣和熱空氣會同時進入試樣腔，造成冷空氣和熱空氣之間的對流，降低了溫度沖擊效果，同時大型設(shè)備的密封性很難很好的解決，容易造成制冷和制熱空間的大量能量損耗，若獲得快速變溫的沖擊效果需要配備較大功率的制冷壓縮機和制熱元件，則體積通常很大，且價格昂貴，不適用于微電子元器件的性能測試。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是為了解決現(xiàn)有的冷熱循環(huán)實驗設(shè)備工作過程中制冷和制熱空間能量損耗大，冷熱沖擊效果不好，體積大、成本高，不適用于微電子元器件的冷熱沖擊性能測試的問題，提供一種旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔及基于該試樣腔的試驗箱。
[0005]本實用新型所述的旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔包括腔體、外殼和一號電機；
[0006]所述腔體包括圓柱、轉(zhuǎn)軸和兩個圓形端蓋，兩個圓形端蓋分別同軸固定在圓柱的上、下兩個端面上，且圓形端蓋的直徑大于或等于圓柱的直徑；
[0007]圓柱的側(cè)壁上開有至少一個槽，該槽用于放置待測試樣，轉(zhuǎn)軸沿圓柱的軸線設(shè)置，且轉(zhuǎn)軸與圓柱固定連接；
[0008]所述腔體位于外殼的內(nèi)部；
[0009]外殼的側(cè)壁上開有兩個相對的進氣孔，兩個進氣孔分別用于連接冷箱和熱箱，兩個進氣孔的間距大于圓柱側(cè)壁上每個槽的寬度；
[0010]圓柱與外殼之間填充有密封層；
[0011 ] 所述一號電機用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0012]基于上述試樣腔的試驗箱包括冷箱、熱箱和試樣腔，所述冷箱和熱箱與試樣腔的連接處設(shè)置有磁性密封條。
[0013]本實用新型所述的旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔及基于該試樣腔的試驗箱，當放置待測試樣的槽的開口處轉(zhuǎn)到冷箱和熱箱之間時，由于兩個進氣孔的間距大于槽的寬度，且圓柱與外殼之間填充有密封層，避免了冷箱和熱箱之間的導(dǎo)通，冷氣和熱氣都不能進入該槽，不會發(fā)生冷熱空氣對流現(xiàn)象，不僅為器件測試提供了更苛刻的冷熱沖擊條件，也減少了制冷和制熱空間的能量損耗，提高了冷箱和熱箱的轉(zhuǎn)化效率，不需要配備大功率的制冷壓縮機和制熱元件，減小了試樣腔和試驗箱的體積及成本，非常適用于微電子元器件的冷熱沖擊性能測試。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型所述的旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為腔體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中B-B’方向的剖面圖；圖4為圖1中A-A’方向的剖面圖；圖5為本實用新型所述的基于旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔的試驗箱的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式所述的旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔包括腔體3-1、外殼3-2和一號電機；
[0016]所述腔體3-1包括圓柱3-1-1、轉(zhuǎn)軸3-1-2和兩個圓形端蓋3-1-3，兩個圓形端蓋3-1-3分別同軸固定在圓柱3-1-1的上、下兩個端面上，且圓形端蓋3-1-3的直徑大于或等于圓柱3_1_1的直徑；
[0017]圓柱3-1-1的側(cè)壁上開有至少一個槽，該槽用于放置待測試樣，轉(zhuǎn)軸3-1-2沿圓柱3-1-1的軸線設(shè)置，且轉(zhuǎn)軸3-1-2與圓柱3-1-1固定連接；
[0018]所述腔體3-1位于外殼3-2的內(nèi)部；
[0019]外殼3-2的側(cè)壁上開有兩個相對的進氣孔3-2-1，兩個進氣孔3-2-1分別用于連接冷箱I和熱箱2，兩個進氣孔3-2-1的間距大于圓柱3-1-1側(cè)壁上每個槽的寬度；
[0020]圓柱3-1-1與外殼3-2之間填充有密封層；
[0021]所述一號電機用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸3-1-2旋轉(zhuǎn)。
[0022]本實施方式所述的試樣腔采用旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。圓柱3-1-1和兩個圓形端蓋3-1-3可以為一體件，但分開的結(jié)構(gòu)更利于加工，降低成本。使用時，首先將待測試樣放在圓柱3-1-1側(cè)壁上的槽內(nèi)，將冷箱和熱箱分別連接兩個進氣孔3-2-1，然后啟動一號電機。一號電機驅(qū)動轉(zhuǎn)軸3-1-2轉(zhuǎn)動，進而帶動圓柱3-1-1轉(zhuǎn)動，當槽的開口轉(zhuǎn)到冷箱一側(cè)時，槽內(nèi)通入冷氣，當?shù)竭_所需溫度并需要進行冷熱交換時，由一號電機控制進行180度的轉(zhuǎn)動，據(jù)所需的沖擊次數(shù)進行循環(huán)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動過程中，當槽的開口處轉(zhuǎn)到兩個進氣孔3-2-1之間時，由于兩個進氣孔3-2-1的間距大于槽的寬度，且圓柱3-1-1與外殼3-2之間填充有密封層，冷氣和熱氣都不能進入該槽，不會發(fā)生冷熱空氣對流現(xiàn)象，不僅為器件測試提供了更理想的冷熱沖擊條件，也減少了冷、熱空氣的浪費，提高了冷箱和熱箱的轉(zhuǎn)化效率。圓柱3-1-1上可以開兩個相對的槽，如圖4所示，兩個槽內(nèi)同時放入待測樣品，同時測試，提高了測試效率。
[0023]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1和圖3說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述的旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔的進一步限定，本實施方式中，所述試樣腔還包括上蓋3-3，外殼3-2為上端開口的結(jié)構(gòu)，上蓋3-3覆蓋在外殼3-2上端面，且與外殼3-2固定連接。
[0024]本實施方式中，外殼3-2采用上端開口的結(jié)構(gòu)，配合上蓋3-3進行密封。上端開口的外殼3-2結(jié)構(gòu)更利于試樣腔的安裝和維修，上蓋3-3將開口完全覆蓋住，進一步防止冷、熱空氣的流失，提高了試樣腔的密封性。
[0025]【具體實施方式】三:結(jié)合圖4說明本實施方式，本實施方式是對實施方式一所述的旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔的進一步限定，本實施方式中，腔體3-1和外殼3-2之間的密封層為鋸齒形硅膠密封層3-4，所述鋸齒形硅膠密封層3-4沿轉(zhuǎn)軸3-1-2徑向的截面為鋸齒形，且所有鋸齒的朝向均與轉(zhuǎn)軸3-1-2的轉(zhuǎn)動方向一致，鋸齒形硅膠密封層3-4固定在圓柱3-1-1的側(cè)壁上。
[0026]鋸齒形硅膠密封層3-4在安裝時采用過盈配合的安裝方式，能夠起到橫向密封的作用。所有鋸齒的朝向都為順時針或逆時針方向，不僅能夠在徑向上起到密封作用，而且能夠防止轉(zhuǎn)軸3-1-2反方向轉(zhuǎn)動。
[0027]【具體實施方式】四:結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式是對實施方式三所述的旋轉(zhuǎn)式冷熱沖擊試樣腔的進一步限定，本實施方式中，所述兩個圓形端蓋3-1-3與外殼3-2之間為梯形硅膠密封層3-5，所述梯形硅膠密封層3-5由兩個硅膠片構(gòu)成，兩個硅膠片分別固定在兩個圓形端蓋3-1-3的側(cè)壁上和外殼3-2的內(nèi)壁上，其中一個硅膠片上設(shè)置有梯形凸起，另一個硅膠片上設(shè)置有與所述梯形凸起相對應(yīng)的梯形凹槽，