[发明专利]一种用于异构工件钎焊缺陷检测的热阻测试装置与方法

权利要求书

1.一种用于异构工件钎焊缺陷检测的热阻测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取不同环境温度下测温探头的温敏参数值，即温度校准曲线，计算出四个测温探头的温度系数；

自主设计了四通道钎焊热阻测试仪，基于电学参数法根据瞬态温升响应曲线计算出整个测试过程的温升变化，数据分析软件中的结构函数法通过温升ΔT和温度系数K计算出每个采样测试点的热阻值R_th；

选取多个采样点进行测试，通过钎焊热阻测试仪对工件进行扫描式热阻测试，获取工件不同采样位置的热阻值，并提出了一种算法对同一工件的所有采样点进行耦合热阻计算，并将该算法嵌入到数据分析软件中直接获取待测工件的有效面积比值Q；

采用所述测试和计算方法对异构工件的多个样品进行测试评估，获取不同工件的有效面积比值Q；同时，选择一正常使用的工件作为标准工件，对比选定的标准工件的有效面积比值Q'筛选出合格的钎焊工件；

实现该方法的实验装置包括：四通道钎焊热阻测试仪主机，四台功率电源，程控模块；所述的测试仪主机控制实现四通道同时加热和采集，加热和采集的时间通过程控模块进行控制，测试夹具可同时夹持四个测温探头，实现四路同时采集；

基于瞬态温升响应曲线和耦合热阻计算获取有效面积比值Q的步骤之前包括步骤：

将测温探头置于温箱内，通过调节温箱的温度采集测温探头的压降，根据温度T和压降V获取测温探头的温度系数K；接下来测量工件不同采样点的热阻，采用测试夹具固定测温探头，在钎焊热阻测试仪数据分析软件界面中对四个通道分别设置相同的测试电流，并通过程控模块对软件界面设置的参数进行计算与切换；四个测温探头的加热电流分别由四台外部功率电源提供，通过钎焊热阻测试仪主机的开关控制电路控制功率电源的通断；采用MP424采集卡实现对数据最小采样间隔1μs采集，由数据分析软件中的结构函数法对温升曲线进行处理获取不同材料的热阻值；移动测试夹具固定测温探头的滑块，即可改变探头采样位置，即可对待测工件完成扫描式热阻采样测试，并通过数据分析软件中的算法对同一工件的10个采样点的热阻值进行耦合计算，可得工件的有效面积比值Q，对比传统复杂方法选定的标准工件的Q'值筛选出钎焊质量合格的工件。

2.根据权利要求1所述的一种用于异构工件钎焊缺陷检测的热阻测试方法，其特征在于，具体测试方法包括以下步骤：

步骤一：将测温探头置于温箱中，调节温箱的初始温度至稳定，采用keithley 2400高精度源表采集测温探头导通压降；改变温箱温度进行重复测试，得到温度T和导通压降V的温度系数图，校温曲线斜率即为测温探头的温度系数K；

步骤二：将测试夹具放置于被测工件正上方，保证测试夹具的中心轴与被测工件中心位置相对应，调节好夹具测试探头和被测工件侧壁完好接触，且保证左右探头与被测工件的侧壁高度一致；

步骤三：将不同外部功率电源的加热连接线分别连接至固定在测试夹具中的测温探头上，调节外部功率电源的电流值大小为测温探头提供加热功率，通过测试仪主机的开关控制电路控制加热功率的通断；

步骤四：将采集测试线同样分别连接至对应的测温探头，通过测试仪主机的高精度测试电流源电路提供0～20mA范围的采集电流，通过高精度放大电路和MP424高精度采集卡采集数据；

步骤五：数据分析软件将采集得到的瞬态温升响应曲线经过关键技术的结构函数法处理得到不同材料温升及热阻的谱值形式，分析被测工件热流路径上各层材料的热阻构成进而获取待测工件钎焊层部分的热阻值；

步骤六：根据测温探头和待测工件长度的大小，选择10个采样点通过移动测试夹具的滑块能够对待测工件整体进行扫描式采样热阻测试；数据分析软件中嵌入了同一工件所有采样点热阻耦合值的算法，该算法能够对同一工件的多个采样点进行耦合热阻计算，获取工件的有效面积比值Q；

步骤七：将不同工件依次置于测试夹具正下方进行测试，重复相同测试操作并由数据分析软件得到不同测试工件的Q值，通过对比标准工件的Q'值筛选出合格的工件。