专利名称：Pcb嵌入式金属基结合力的测试方法及测试设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及线路板制造领域，尤其涉及一种PCB嵌入式金属基结合力的测试方法 及测试设备。
背景技术：
现有的PCB结合力的测试方法，在测试PCB表面焊盘或孔壁与基材介质结合情况 时，一般采用单点拉伸模型测试方法进行测试，具体操作方法如下1、先用手工焊的方式将一根硬质细铜丝焊接在需要进行测试的孔壁或焊盘上，须 重复熔焊4-5次，以保证其结合力完好；孔径须为0. 6mm-l. Omm的非支撑孔，焊盘为大于 0. 5mm*0. 5mm的孤立表面贴；2、然后将处理完好的试样放入万能材料试验机，选择1000N传感器，并用拉脱测 试专用夹具将其固定，设定试验参数，拉伸速度为50. Smm/min，行程限位50mm，载荷限位 900N，采样间隔50ms，预加载荷0. 9N，然后开始拉力测试，试验机会自动记录断裂点的载荷 和位移等相关数据；3、计算拉脱强度。Dl为孔径；D2为孔环直径；L为拉力；则孔壁拉脱强度 S为焊盘面积，F为拉力，则焊盘拉脱强度为=F/S。上述方法采用焊接方式将铜线焊接到测试点上，让其形成一个整体，然后通过拉 伸铜线将载荷传递到孔壁或焊盘，使其发生断裂失效；其对于小面积的焊盘和孔，可以进行 有效焊接，但对于具有较大面积的嵌入式金属基，则无法有效焊接合适的铜线，故无法采用 单点拉伸模型进行此类测试。

发明内容
本发明解决的技术问题提供一种能够测试大面积的嵌入式金属基与PCB板的结 合力的测试方法及测试设备。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种PCB嵌入式金属 基结合力的测试方法，包括以下步骤a、准备好含嵌入式金属基的PCB样品、压力传感器、三点弯曲测试夹具及万能材 料试验机，所述三点弯曲测试夹具包括两个支撑点和一个推力杆；b、安装压力传感器，将压力传感器设置在三点弯曲测试夹具的推力杆的端部，所 述压力传感器与万能材料试验机的压力采集端连接，所述推力杆与万能材料试验机的载荷 输出端固定连接；C、放置样品，将含嵌入式金属基的PCB样品固定于三点弯曲测试夹具上，调整PCB 样品前后左右位置，使得嵌入式金属基刚好位于三点弯曲测试夹具的两支撑点中间，并保 证三点弯曲测试夹具推力杆的垂直投影位于嵌入式金属基对角线交点上；调整三点弯曲测试夹具推力杆的上下位置，使得三点弯曲测试夹具的推力杆靠近但不接触PCB样品的嵌入
式金属基；
d、将万能材料试验机的载荷和位移数据归零，所述万能材料试验机通过推力杆对 所述PCB样品的嵌入式金属基施加载荷，在推力杆与嵌入式金属基接触时，压力传感器用 来采集嵌入式金属基所受到的压力数据，万能材料试验机的压力采集端收集压力传感器发 送来的压力数据，所述万能材料试验机的控制软件记录下该压力数据和推力杆的位移数 据；e、结合所述控制软件记录的压力数据和嵌入式金属基的面积得出推力强度，根据 推力强度和位移数据可以分析得到PCB嵌入式金属基与该PCB的结合力。其中，在步骤d之前，还包括对万能材料试验机进行电气校准的步骤。其中，所述的压力传感器为1000N压力传感器。其中，所述三点弯曲测试夹具的推力杆为上夹具，支撑点为下夹具。其中，所述的步骤e中，推力为F，PCB与嵌入式金属基结合面积S，推力强度=F/ S。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种PCB嵌入式金 属基结合力的测试设备，包括压力传感器、三点弯曲测试夹具和万能材料试验机，所述三点 弯曲测试夹具包括两个支撑点和一个推力杆，所述推力杆与万能材料试验机的载荷输出端 固定连接，所述三点弯曲测试夹具的两个支撑点固定所述含有嵌入式金属基PCB，所述三 点弯曲测试夹具的推力杆对所述PCB样品的嵌入式金属基施加载荷；所述压力传感器置于 三点弯曲测试夹具的推力杆端部，用于采集含嵌入式金属基的PCB样品的嵌入式金属基所 受到的压力数据；所述万能材料试验机用于输出定量的载荷并收集压力传感器发送来的数 据；所述万能材料试验机的控制软件记录下该压力数据和推力杆的位移数据。其中，所述的压力传感器为1000N压力传感器。其中，所述三点弯曲测试夹具的推力杆为上夹具，支撑点为下夹具。本发明的有益效果是区别于现有技术的单点拉伸模型测试方法进行测试无法适 用具有较大面积的嵌入式金属基的情况，本发明提出一种三点弯曲模型测试方法对嵌入式 金属基与PCB的结合力进行测试，其中主要利用万能材料试验机的载荷测量和位移记录功 能，有效评估大型嵌入式金属基与PCB之间结合力，为评价和测试该类板件及具有相似结 构的产品提供了 一种新的解决方案。


图1是本发明PCB嵌入式金属基结合力的测试设备示意图；图2是本发明PCB嵌入式金属基结合力的测试方法一实施例的流程图；图3是本发明PCB嵌入式金属基结合力的测试方法另一实施例的流程图；图4是本发明PCB嵌入式金属基结合力的测试方法示意图。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式 并配合附图详予说明。
相关术语的解释如下所述1、PCB 印制电路板，主要由铜线路图形和树脂介质组成。2、焊盘电路板上的一种线路图形，主要用来焊接电子元器件等。3、嵌入式金属基一种在PCB中嵌入金属基(主要为铜块，起散热作用)的新产
P
m o4、单点拉伸指将试样一端固定，在另一端上施加载荷并拉伸试样，让其发生延展 变形。5、三点弯曲材料物理学名词，指用两个点支持试样(一般在试样下方，起支撑作 用)，在第三点(一般在试样上方，且在两支撑点中间)上施加载荷，让样品发生弯曲变形。本发明PCB嵌入式金属基结合力的测试设备实施例包括压力传感器、三点弯曲测 试夹具和万能材料试验机，所述三点弯曲测试夹具包括两个支撑点和一个推力杆，所述推 力杆与万能材料试验机的载荷输出端固定连接，所述三点弯曲测试夹具的两个支撑点固定 所述含有嵌入式金属基PCB，所述三点弯曲测试夹具的推力杆对所述PCB样品的嵌入式金 属基施加载荷；所述压力传感器置于三点弯曲测试夹具的推力杆端部，用于采集含嵌入式 金属基的PCB样品的嵌入式金属基所受到的压力数据；所述万能材料试验机用于输出定量 的载荷并收集压力传感器发送来的数据；所述万能材料试验机的控制软件记录下该压力数 据和推力杆的位移数据。请参阅图1，图中示出了万能材料试验机1、压力传感器2、推力杆3、嵌入式金属基 4、含有嵌入式金属基PCB 5、支撑点6、试验台7和数据采集显示装置8。试验台7上设置有 万能材料试验机1和数据采集显示装置8，三点测试夹具安装于万能材料试验机1的中部， 其推力杆3对嵌入式金属基4作用，而两个支撑点6固定所述含有嵌入式金属基PCB5，压力 传感器2置于三点弯曲测试夹具的推力杆3端部，用于采集含嵌入式金属基PCB5的嵌入式 金属基4所受到的压力数据。上述的PCB嵌入式金属基结合力的测试设备中，压力传感器2为1000N压力传感
o上述的PCB嵌入式金属基结合力的测试设备中，三点弯曲测试夹具的推力杆3为 上夹具，支撑点6为下夹具。请参阅图2，本发明公开的PCB嵌入式金属基结合力的测试方法，包括以下步骤a、准备好含嵌入式金属基的PCB样品、压力传感器、三点弯曲测试夹具及万能材 料试验机，所述三点弯曲测试夹具包括两个支撑点和一个推力杆；b、安装压力传感器，将压力传感器设置在三点弯曲测试夹具的推力杆的端部，所 述压力传感器与万能材料试验机的压力采集端连接，所述推力杆与万能材料试验机的载荷 输出端固定连接；c、放置样品，将含嵌入式金属基的PCB样品固定于三点弯曲测试夹具上，调整PCB 样品前后左右位置，使得嵌入式金属基刚好位于三点弯曲测试夹具的两支撑点中间，并保 证三点弯曲测试夹具推力杆的垂直投影位于嵌入式金属基对角线交点上；调整三点弯曲测 试夹具推力杆的上下位置，使得三点弯曲测试夹具的推力杆靠近但不接触PCB样品的嵌入 式金属基；d、将万能材料试验机的载荷和位移数据归零，所述万能材料试验机通过推力杆对所述PCB样品的嵌入式金属基施加载荷，在推力杆与嵌入式金属基接触时，压力传感器用 来采集嵌入式金属基所受到的压力数据，万能材料试验机的压力采集端收集压力传感器发 送来的压力数据，所述万能材料试验机的控制软件记录下该压力数据和推力杆的位移数 据；e、结合所述控制软件记录的压力数据和嵌入式金属基的面积得出推力强度，根据 推力强度和位移数据可以分析得到PCB嵌入式金属基与该PCB的结合力。参见图3，本发明另一实施例中，在上述步骤d之前，还包括对万能材料试验机进 行电气校准的步骤。每次使用万能材料试验机时，应该对万能材料试验机进行电气校准，以 保证万能材料试验机能够正常工作并能够得到正确的实验数据。在实施例中，压力传感器可以为多种规格的压力传感器，优选地压力传感器为 1000N压力传感器。参阅图4，三点弯曲测试夹具对PCB板进行作用的示意图中，A点为推力杆作用点， 作为三点弯曲测试夹具的上夹具，B点为第一支撑点，C点为第二支撑点，该B点和C点合起 来作为该三点弯曲测试夹具的下夹具。在推力杆和支撑点的作用下，PCB板会被三点弯曲 模型弯曲测试，以根据推力和PCB与嵌入式金属基结合面积S得出推力强度。但是，在实际 的使用中，三点弯曲测试夹具也可以这样设置三点弯曲测试夹具的上夹具为支撑点，下夹 具为推力杆。在步骤e中，对实验数据的分析可以这样进行推力为F，PCB与嵌入式金属基结合 面积S，则推力强度=F/S。而PCB与嵌入式金属基结合面积S的计算方法为2*金属基厚 度D* (金属基长度L+金属基宽度W)。在上述测试步骤d中，万能材料试验机的预加载荷为0. 9KN,限位载荷为0. 9KN,行 程限位50mm，采样间隔50ms，推压速度Vl 50. 8mm/min。本发明测测试方法可获得较精确的推力值，也可通过设置相关参数直接获得推力 强度，具体如下 以F表示推力，S表示PCB与嵌入式金属基结合面积，则推力强度=F/S。通常情况下，金属基多为方形结构，其S = 2*金属基厚度D* (金属基长度L+金属 基宽度W)若金属基为圆形结构，则S =金属基厚度D*金属基周长C。本发明通过逆向思维，以三点弯曲模型替代单点拉伸模型，改变行程向上的拉伸 测试为行程向下的推压测试，利用万能材料试验机的载荷测量和位移记录功能，解决了大 型嵌入式金属基与PCB之间结合力无法有效评估的问题，为该类板件及具有相似结构的产 品提供了一套完整有效的解决方案。本发明中的夹具和万能材料试验机可以替换为具有相同或类似功能的其他支撑
6体和拉力测试仪，只需保证有等效支撑作用并能准确测量其拉力大小即可。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
一种PCB嵌入式金属基结合力的测试方法，其特征在于包括以下步骤a、准备好含嵌入式金属基的PCB样品、压力传感器、三点弯曲测试夹具及万能材料试验机，所述三点弯曲测试夹具包括两个支撑点和一个推力杆；b、安装压力传感器，将压力传感器设置在三点弯曲测试夹具的推力杆的端部，所述压力传感器与万能材料试验机的压力采集端连接，所述推力杆与万能材料试验机的载荷输出端固定连接；c、放置样品，将含嵌入式金属基的PCB样品固定于三点弯曲测试夹具上，调整PCB样品前后左右位置，使得嵌入式金属基刚好位于三点弯曲测试夹具的两支撑点中间，并保证三点弯曲测试夹具推力杆的垂直投影位于嵌入式金属基对角线交点上；调整三点弯曲测试夹具推力杆的上下位置，使得三点弯曲测试夹具的推力杆靠近但不接触PCB样品的嵌入式金属基；d、将万能材料试验机的载荷和位移数据归零，所述万能材料试验机通过推力杆对所述PCB样品的嵌入式金属基施加载荷，在推力杆与嵌入式金属基接触时，压力传感器用来采集嵌入式金属基所受到的压力数据，万能材料试验机的压力采集端收集压力传感器发送来的压力数据，所述万能材料试验机记录下该压力数据和推力杆的位移数据；e、结合所述控制软件记录的压力数据和嵌入式金属基的面积得出推力强度，根据推力强度和位移数据分析得到PCB嵌入式金属基与该PCB的结合力。
2.根据权利要求1所述的PCB嵌入式金属基结合力的测试方法，其特征在于在步骤d 之前，还包括对万能材料试验机进行电气校准的步骤。
3.根据权利要求1所述的PCB嵌入式金属基结合力的测试方法，其特征在于所述的 压力传感器为1000N压力传感器。
4.根据权利要求1所述的PCB嵌入式金属基结合力的测试方法，其特征在于所述三 点弯曲测试夹具的推力杆为上夹具，支撑点为下夹具。
5.根据权利要求1所述的PCB嵌入式金属基结合力的测试方法，其特征在于在上述 测试步骤d中，万能材料试验机的预加载荷设定为0. 9KN,限位载荷设定为0. 9KN，行程限位 设定为50mm，采样间隔设定为50ms，推压速度Vl设定为50. 8mm/min。
6.一种PCB嵌入式金属基结合力的测试设备，其特征在于，包括压力传感器、三点弯曲 测试夹具和万能材料试验机，所述三点弯曲测试夹具包括两个支撑点和一个推力杆，所述 推力杆与万能材料试验机的载荷输出端固定连接，所述三点弯曲测试夹具的两个支撑点用 于固定所述含有嵌入式金属基PCB，所述三点弯曲测试夹具的推力杆对所述PCB样品的嵌 入式金属基施加载荷；所述压力传感器置于三点弯曲测试夹具的推力杆端部，用于采集含 嵌入式金属基的PCB样品的嵌入式金属基所受到的压力数据；所述万能材料试验机用于输 出定量的载荷并收集压力传感器发送来的数据；所述万能材料试验机记录下该压力数据和 推力杆的位移数据。
7.如权利要求6所述的PCB嵌入式金属基结合力的测试设备，其特征在于，所述的压力 传感器为1000N压力传感器。
8.如权利要求6所述的PCB嵌入式金属基结合力的测试设备，其特征在于，所述三点弯 曲测试夹具的推力杆为上夹具，支撑点为下夹具。
全文摘要
本发明公开了一种PCB嵌入式金属基结合力的测试方法，包括以下步骤a、准备PCB样品、压力传感器、夹具和万能材料试验机；b、安装压力传感器；c、放置样品；d、启动万能材料试验机及其控制软件，得到压力数据；e、得出推力强度。有益效果是本发明提出一种三点弯曲模型测试方法对嵌入式金属基与PCB的结合力进行测试，其中主要利用万能材料试验机的载荷测量和位移记录功能，有效评估大型嵌入式金属基与PCB之间结合力，为评价和测试该类板件及具有相似结构的产品提供了一种新的解决方案。
文档编号G01N19/04GK101893545SQ201010226650
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者向洪波, 孔令文, 彭勤卫, 江京, 谢占昊 申请人:深南电路有限公司