【手続補正書】
【提出日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  振動試験装置（２０）であって、
主音響キャビティを画定する主エンクロージャ（３８）と、
前記主音響キャビティに音響的に接続されていて試験対象物（４１）の露出面に向けて低周波音波を生成して、それに対して振動を加える少なくとも１個の音響トランスデューサ（４６）を有する音源（４０）とを備え、
前記装置（２０）は、さらに、
前記主エンクロージャ（３８）の一部であり、主開口部が備えられたバッフル（４４）を備え、
前記バッフル（４４）の主開口部を前記対象物（４１）が閉じる位置において当該対象物（４１）を受容することができ、前記対象物（４１）の直接に音波に露出していないほぼ反対側の面に到達する低周波音波の一部を減衰させることを特徴とする振動試験装置（２０）。
【請求項２】  前記音源（４０）は、前記音響トランスデューサ（４６）に接続されている駆動手段（１１６）を含む、請求項１に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項３】  前記主エンクロージャ（３８）と、前記音響トランスデューサ（４６）を収納するための防音チャンバ（２２）をさらに含む、請求項１に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項４】  前記対象物を受容するよう適合された防音手段（７９）と、
前記対象物を前記の主開口部を閉じる位置へ固定するための取付け手段（５２）とをさらに含み、
前記主開口部は、前記防音手段によってさらに閉じられる、
請求項１に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項５】  前記対象物（４１）はプリント回路基板を含み、
前記防音手段（７９）は弾力性のある防音材から作られた１個以上のシールを含んでいて、前記プリント回路基板の周囲を囲むほぼ閉じた外周を形成している、
請求項１に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項６】  前記取付け手段（５２）は、ほぼ長方形のフレーム（７４）およびその上に分散されて調整可能に据付けられた複数のクランプ（４９）を含む少なくとも１個の治具を含み、
前記フレーム（７４）は、前記主開口部にほぼ整列して前記バッフル（４４）上に固定されていて、各前記クランプ（４９）は、前記クランプ（４９）が閉じた位置にある場合には前記プリント回路基板を堅固に保持すべくその周囲の一部を受容するよう適合されている、
請求項５に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項７】  前記駆動手段（１１６）は、所望の周波数スペクトルを有する励起入力信号を生成するためのコントローラ（１２４）と、前記信号から前記音響トランスデューサ（４６）に送られる電気出力信号を生成するためのアンプ（１３８）を含む、
請求項２に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項８】  前記主音響キャビティの外に配置されていて前記バッフル（４４）に対向している少なくとも１個の付加的音響トランスデューサ（３５）を有する付加的音源（３４）をさらに含み、
前記対象物（４１）にさらなる振動を加えるべく前記対象物（４１）に向けて音波を生成する、請求項１に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項９】  前記付加的音源（３４）は、前記付加的音響トランスデューサ（３５）に接続されている駆動手段（１１６）を含む、請求項８に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項１０】  付加的試験対象物（４１’）を前記対象物（４１）と離間して重なり合った関係において受容すべく適合された少なくとも１個の付加的防音手段（７９’）と、
付加的開口部を持つ第二の音響キャビティを画定する少なくとも一つの第二のエンクロージャ（８３）と、
前記付加的開口部を前記付加的対象物（４１’）と前記付加的防音手段（７９’）とが閉じる位置において、当該付加的対象物（４１’）を固定し、前記付加的対象物（４１’）の直接に音波に露出していないほぼ反対側の面に到達する前記音波の一部を減衰させる少なくとも一つの付加的取付け手段（１００）とをさらに含む、
請求項４に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項１１】  前記対象物（４１，４１’）はプリント回路基板を含み、各前記防音手段（７９，７９’）は弾力性のある防音材から作られた１個以上のシールを含んでいて、前記プリント回路基板の周囲を囲むほぼ閉じた外周を形成している、請求項１０に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項１２】  両方の前記取付け手段（１００）は、ほぼ長方形のフレーム（７４’）およびその上に分散されて調整可能に据付けられた複数のクランプ（４９’）を含む単一の治具を含み、
前記フレーム（７４’）は、両方の前記主開口部にほぼ整列してバッフル（４４）上に固定されていて、各前記クランプ（４９’）は、前記クランプ（４９’）が閉じた位置にある場合には両方の前記プリント回路基板を堅固に保持すべくその周囲の一部を受容するよう適合されている、
請求項１０に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項１３】  前記主音響キャビティの外に配置されていて前記第二のエンクロージャ（８３）に対向している少なくとも１個の付加的音響トランスデューサ（３５）を有する付加的音源（３４）をさらに含み、前記付加的対象物（４１’）にさらなる振動を加えるべく前記付加的対象物（４１’）に向けて音波を生成する、
請求項１０による振動試験装置（２０）。
【請求項１４】  それぞれの前記音源（４０，３４）は、前記音響トランスデューサ（４６，３５）の対応する一方に接続されている駆動手段（１１６）を含む、請求項１３に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項１５】  内部に前記対象物（４１）が収納される熱キャビティ（１５６）を画定する断熱エンクロージャ（１５４）と、
不活性流体の流れを生成する手段（１７８）と、
前記不活性流体の流れを加熱する手段（１８２）と、
前記不活性流体の流れを冷却する手段（１８６）と、
前記熱キャビティ（１５６）内へ前記不活性流体の流れを循環させる手段（１６６，１７４）と、
第一の温度表示信号を作り出すために、前記熱キャビティ（１５６）内に配置された第一のセンサ手段（１９８）と、
前記音源が前記対象物の露出面に向けて前記音波を生成する間に、前記温度表示信号に応答して、所定の熱サイクルプロフィールに基づいて、前記加熱手段（１８２）と前記冷却手段（１８６）の選択的な動作により前記不活性流体と前記対象物（４１）の一方の温度を制御すべく前記加熱手段（１８２）と前記冷却手段（１８６）に接続されたコントローラ手段（２０６）とをさらに含む、
請求項１に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項１６】  前記熱キャビティ（１５６）内に配置されている前記第一のセンサ手段（１９８）は前記流れとだけ接触しており、それにより前記第一の信号は前記加熱された不活性ガスの温度を表示し、前記装置（２０）は対象物の温度表示信号を生成すべく前記対象物（４１）に配置された付加的センサ手段（２２６，２２６‘）が備えられていて、前記コントローラ手段（２０６）はメモリ（２２０）が備えられかつ前記対象物温度表示信号に応答してそれを前記メモリ（２２０）に保存するコンピュータ（２１６）をさらに含む、請求項１５に記載の振動試験装置（２０）。
【請求項１７】  ｉ）主音響キャビティを画定し、少なくとも一つの開口部を持つバッフルを有する主エンクロージャを準備するステップと、
ｉｉ）少なくとも一つの試験対象物を、前記主開口部が当該対象物によりほぼ閉じられる位置に配置して前記対象物の表面を低周波数域の前記音波に露出させ、前記対象物の直接に前記低周波音波に露出していないほぼ反対側の面に到達する音波の一部を減衰させるステップと、
ｉｉｉ)前記開口部及び少なくとも一つの対象物に向かう低周波スペクトルの範囲内で音波を生成するステップを含む、振動試験方法。
【請求項１８】  iv)前記対象物の反対側の面に向かう前記低周波スペクトルよりも高域の周波数スペクトル内で音波を生成するステップをさらに含み、前記低周波数スペクトル及び前記高域周波数スペクトルは、クロスオーバー周波数と相補的に隣接して、前記クロスオーバー周波数領域においてほぼ逆位相関係にあり、前記周波数領域における出力効率をさらに増加させる、請求項１７に記載の振動試験方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
（発明の要約）
従って本発明の主目的は、試験対象物に振動を加えるための試験装置および方法を提供することであり、加えられた振動のパワースペクトル密度プロフィールに対する制御を向上させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述の主な目的によれば、本発明のより広い態様から述べると、主音響キャビティを画定する主エンクロージャと、主音響キャビティに音響的に接続されていて、対象物を振動させる低周波音波を前記対象物の露出面に向けて生成する少なくとも１個の音響トランスデューサを有する音源とを含む、振動試験装置を提供する。本装置はさらに、主エンクロージャの一部であり主開口部を備えるバッフルを含み、主開口部が対象物および防音手段により十分に閉じられている位置において対象物を受容することができるとともに、前記対象物の直接に音波に露出していないほぼ反対側の面に到達する低周波音波の一部を減衰させる。本振動試験装置は、有利なことに、主音響キャビティの外に配置されバッフルに対向している少なくとも一個の付加音響トランスデューサを備えた付加的音源をさらに備え、前記対象物にさらなる振動を加えるべく前記対象物に向けて音波を生成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の他の態様によれば、振動試験装置はさらに、中に対象物が収められている熱キャビティを画定する断熱エンクロージャと、不活性ガスの流れを生成するための手段と、不活性ガスの流れを加熱する手段と、不活性ガスの流れを冷却する手段と、前記熱キャビティ内へ前記不活性ガスの流れを循環させる手段と、第一の温度表示信号を生成するために前記熱キャビティ内に配置された第一のセンサ手段とを備える。前記装置は、前記温度表示信号に応答し、前記音源が前記対象物の露出面に向けて前記音波を生成する間に、所定の熱サイクルプロフィールに基づいて前記加熱手段又は前記冷却手段を選択的に稼動させることにより前記不活性ガス又は前記装置の温度を制御すべく前記加熱手段及び前記冷却手段に動作可能に接続されたコントローラ手段とを含む。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のさらに広い態様から述べると、ｉ）主音響キャビティを画定し、少なくとも一つの開口部を持つバッフルを有する主エンクロージャを備えるステップと、ｉｉ）少なくとも一つの試験対象物を、前記主開口部が前記対象物によりほぼ閉じられる位置に配置して前記対象物の表面を低周波数域の前記音波に露出させ、前記対象物の直接に前記低周音波に露出していないほぼ反対側の面に到達する音波の一部を減衰させるステップと、ｉｉｉ）前記開口部及び少なくとも一つの対象物に向かう低周波スペクトルの範囲内で音波を生成するステップとを含む振動試験方法が提供される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
ここで図２を参照するに、本発明の好適な実施の形態に基づく、共通的に参照番号２０で示される全体である振動試験装置は、アクセスドア２４が備えられた、Ｍｅｃａｒｔ社（カナダ、ケベック州）から提供されるような公知のタイプの防音チャンバ２２に含まれる、参照番号２１で示される全体である試験ユニットを含む。装置２０はさらに、電気筐体２３に収納された駆動サブシステムを含み、このサブシステムについては後で詳述する。駆動サブシステムは、チャンバ２２の側壁２７を通り抜ける１束の電気ケーブル２５を通って試験ユニットの電気的入力および出力に接続されている。図３によりわかりやすく示すように、チャンバ２２の床２６の上に、ガントリ式のリフティングホルダ２８が直立していて、これは１対の互いに平行でかつそれぞれ鉛直に配置された支持レール３０、３０’を含み、これらに沿ってローラ２９を備えた１対のキャリッジ３２、３２’が移動可能になっている。ここで図４ａ、ｂを参照するに、ホルダ２８はさらに、図４ａに示すように、１対のフット部材３１、３１’を含み、それぞれが各レール３０、３０’の下端に接続されていて、また各レールは、その上端で横部材３３により相互に接続されている。対応する開口部３９を有する底面プレート３６の内側に据付けられている４個の１５インチ（３８ｃｍ）／１０００ワットの大容量スピーカ３５を有するスピーカモジュール３４等の上部トランスデューサがキャリア３２、３２’に固定されて、レール３０、３０’の間に配置されている。４個のスピーカ３５は出力効率を最適化する入力インピーダンスを得るように好適に使用されているものの、用いるスピーカの個数を減らしてもよい。試験ユニット２０はまた、ホイール４３に据付けられた主スピーカモジュール４０として主音響トランスデューサを含む主エンクロージャ３８と、クランプ４９によりモジュール４０に据付けられていて、主開口部４５が備えられたバッフル４４を形成する上部を有するカバー部４２を含む。主スピーカモジュール４０は、対応する駆動回路とともに主音源を形成し、これについて図９を参照しつつ以下に詳述する。用いられるバッフルは、十分な堅牢性を持たせる５／８インチ（１．６ｃｍ）のベニヤ板で作られている。主開口部４５の寸法は試験対象物の寸法に依存するため、カバー部４２はバッフルの交換が可能なように設計されている。２１インチ（５３ｃｍ）／１０００ワットの大容量スピーカ４６が、スピーカに対応した開口部５０が備えられた上部プレート４８の内側に、主スピーカモジュール４０の一部として据付けられていて、バッフル４４および上部プレート４８とともにカバー部分４２により画定された主音響キャビティに音響的に接続されている。試験対象物の寸法や重量により必要であれば、複数のスピーカの据付けが可能なことは理解されよう。本発明に基づき、ＥＳＳ試験に用いられるＮＡＶＭＡＴガイドライン９４９２を参照しつつ既に説明したように、主スピーカモジュール４０により生じた音波に対して直接露出していない対象物表面に到達する音波を減衰させる際に、バッフル４４は、バッフル４４の露出していない側で起きている逆位相の音響相殺を減衰させ、これにより主振動モードの最適な加振が重要である励振プロフィールの低周波数範囲内の周波数応答制御が際立って向上する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ここで図７、８を参照するに、同時に試験される１対の重ね合わされたプリント回路基板４１、４１’を固定すべく適合された、参照番号１００でその全体を示す治具の形式で代替的取付け手段を示す。代替的治具１００は、図５に示す治具５２と比較して同じ基本モジュール構造であって、垂直に間隔を置いた関係にある２枚のプリント回路基板４１と４１’を受容する付加的要素が備えられている。付加的要素は、対応するネジ込みホール１０４を貫通するネジ（図示せず）により取付ブロック８１’に堅固に固定された一組のスペーサブロック１０２を含む。付加的要素はさらに、各々が細長いリブ１０９が備えられていて、各固定スペーサブロック１０２の内面に備えられた対応する細長い窪みと協働すべく設計されている着脱可能スペーサブロック１０８に対応する組を含む。付加的要素はまた、モジュラーアセンブリとして固定するための着脱可能なスペーサブロック１０８に備えられた、対応する横方向の窪み１１０と噛み合うべく適合された周辺機器エッジを有する第二のほぼ長方形のフレーム１１２を含む。各据付けブロック８１’上に備えられたリブ９８の端は、クランプがロック位置にある場合には対応する１対のゴムパッドと共にリブ１０９の取付け部分１１１と垂直に整列していて、ＰＣＢ４１のエッジの隣接部分を受容かつ保持するための遊びのない空間を画定し、接触部位において防音を堅固にする一方で、クランプ４９’がロック位置にある場合にＰＣＢエッジ面が損傷を受けないことを保証する。クランプ４９’がロック位置にある場合、第二のＰＣＢ４１’もまた取付けスペーサ９４’、ゴムパッド９５’、および対応する着脱可能スペーサブロック１０８から突き出ている対向タブ１１４により堅固に保持されている。フレーム７４’の平坦部７６’上には、弾力性のある防音材から作られていて、第一のＰＣＢ４１を受容すべく適合された第一の防音シール７７が配置されている。またＰＣＢ４１’の上面には、第一のシール７７と合わせてＰＣＢ４１’の回りを囲む閉周囲を形成すべく適合された第二の７９’ 防音シールの組が配置されている。第二のシール７９’を支え、第二の長方形フレーム１１２を受容すべく適合された一組の堅いバッフル壁８３が備えられていて、壁８３は特に、スペーサブロック１０２の間にぴったり収まって第一および第二のＰＣＢ４１、４１’の間に第二の音響キャビティを画定する第二のエンクロージャを形成すべく寸法が取られている。ＰＣＢ４１’が第二のフレーム１１２上に配置されている場合、その開口部はＰＣＢ４１’ により閉じられ、それにより上ＰＣＢ４１’の露出していない面で生じる逆位相の音響消滅を減衰させる一方で、ＰＣＢ４１と第二のキャビティを通って主キャビティからＰＣＢ４１’へ音響エネルギーを伝達させる。２枚を超えるプリント回路基板の試験が望まれる場合は常に、図５〜７に示す治具を組合わせてもよいことを理解されたい。４枚のＰＣＢを試験する場合、１対の治具１００を同様に用いてもよい。さらに、隣接する第二のキャビティ間の音響減衰が許容範囲内にあるならば、図７の代替的な治具１００を改造して三個以上の重ね合わされたＰＣＢを締め付けることは明らかに可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
ここで図９を参照するに、本発明の好適な実施の形態に基づく、図１の試験ユニット用音源の一部としての駆動サブシステムについて以下に述べる。参照番号１１６で示す全体である駆動サブシステムは、上述のとおりバッフル４４に固定された試験対象物（図示せず）に接続すべく適合された加速度計１２０等の振動トランスデューサにより生成された振動表示信号の形式で入力信号を入力ライン１１９を介して受信すべく、例えばＮｅｘｕｓ社製の調整アンプ１１８を含む。加速度計１２０は対象物の露出面の中央部に位置しているのが好適ではあるが他の場所でもよく、組合わせあるいは平均入力信号を得るために複数の加速度計を用いてもよい。Ｅｎｄｅｖｃｏ製タイプ２２２２C等の加速度計を用いてもよい。あるいは、音圧表示信号の形式で入力信号を生成するために、対象物の近くに置かれたマイクロホン１２２をトランスデューサとして用いてもよい。この場合、同一対象物の各シリーズに対して試験を行なう前に、デシベルでの音圧測定を、対応する振動レベルをｇ単位に対応させて較正するために、依然として振動トランスデューサが必要とされるものの、較正の終わったあとは、各試験対象物に振動トランスデューサを一切接触する必要なしに固定位置に据付けられたマイクロホンだけを用いて試験を行なうことができる。スピーカ４６に固有の入力信号を生成するために、第二のマイクロホン（図示せず）を、主スピーカ４０のカバー部４２と上部プレート４８により画定される主音響キャビティ内に据付けすることができるが、上部モジュール３４のスピーカ３５により生成された音響フィールドに直接露出している単一のマイクロホン１２２もまた、スピーカ４６により生成された十分なレベルの間接的音波を受容して適切に制御を行なえることが経験的にわかっている。調整アンプ１１８は、インピーダンスと振幅のマッチングを行なって制御入力信号を生成してライン１２６を介してＵＤＣ型振動コントローラ１２４に供給する。コントローラ１２４は、フィードバックされた振動表示信号または音圧表示信号を、既知の周波数コンテンツにより特徴付けられた基準励起信号データと比較して、ライン１２８を通して適宜励起入力信号を生成する。あるいは、入力制御信号を得るために振動または音圧トランスデューサ入力信号を用いて連続フィードバック構成を実装するよりもむしろ、直接フィードバックライン１３０を通ったコントローラの出力信号を入力制御信号として用いて、必要とされる基準励起信号データとの比較を行なってもよい。別のアプローチとして、試験装置の他の素子の音響および電気特性が十分に安定であると思われるならば、コントローラ１２４を用いて基準励起信号データから励起入力信号を直接生成する方法がある。コントローラ１２４は、データの保存および解析目的のためにコンピュータ（図示せず）に出力ライン１２５を介して接続されていてよい。励起入力信号は、例えばＡｃｔｉｖｅ社製の公知のタイプのクロスオーバーフィルタ１３２へ供給され、その出力１３４、１３５はライン１３６と１３７を介して出力アンプのアンプチャネル１３８、１３９に接続されて、並列に接続されたスピーカ４６およびスピーカ４５にそれぞれ接続された出力ライン１��０、１４１を介して、それぞれクロスオーバー・カットオフ周波数に隣接する相互に補う周波数スペクトルを有する第一および第二の電気出力信号を生成する。フィルタのカットオフ周波数は、スピーカ４６、３５の各周波数動作範囲に応じて選択されていて、相補周波数動作範囲を表示して装置の出力効率を最大化するように選ばれている。実施例において、２１インチ（５３ｃｍ）スピーカ４６は有効動作範囲が約２０〜１６０Ｈzであるように選ばれた一方で、各スピーカ３５は補有効動作範囲が約１６０〜２０００Ｈｚであるように選ばれている。従って、図１０に示すように、クロスオーバーフィルタの選択カットオフ周波数は１６０Ｈｚであり、によれば図９に示すスピーカ４６、３５の各周波数動作範囲に基づく典型的な周波数応答曲線１４２、１４４が描かれている。スピーカ４６に関連付けられたクロスオーバー出力信号は約１３０Ｈｚを下回る周波数応答の低位部分を含んでいる一方で、スピーカ３５に関連付けられたクロスオーバー出力信号は約１３０Ｈｚを超える応答周波数の高位部分を含んでいることが見てとれる。曲線１４２から、０デシベルのフィルタの低域通過部分に続く約６２〜１３０Ｈｚの範囲で、その範囲における約１３デシベルを上回る減衰に相当する約２２ｄＢ／オクターブのレートで、実際に減衰が生じることが見てとれる。同様に曲線１４４から、１３０Ｈｚ〜約３７５Ｈｚの範囲で、０デシベルのフィルタの高域通過部分へと到る、約１３ｄＢのゲイン低下に相当する約２２ｄＢ／オクターブという同一レートで、ゲインが低下することもまた見てとれる。一般に公知のクロスオーバーフィルタを特徴付けるカットオフ周波数領域におけるこのような周波数応答は、クロスオーバー周波数領域、より具体的には０ｄＢゲインレベルに関して２０ｄＢ／オクターブのゲイン低下に相当している曲線上の点１４２、１４４の点により規定される標準範囲における出力効率に影響を及ぼす。ここで図９ａを参照するに、クロスオーバー・カットオフ周波数領域におけるそのような出力効率の低下を防ぐ解決策は、図９に示すスピーカ４６、３５を駆動するための別の接続構成の実装からなる。これは、クロスオーバーフィルタ１３２の出力の一つ、例えば図９ａに示す例の出力１３５を、反転極性に従い、対応する音響トランスデューサへ反転ライン１３７’を通って、すなわち実施例でのスピーカ３５へ伝達することを含み、それによりライン１４０、１４１を通ってアンプチャネル１３８、１３９によりスピーカに４６、３５に送られた第一および第二の電気出力信号はクロスオーバー・カットオフ周波数領域においてほぼ逆位相関係になる。所望の極性構成を選択するために、スイッチ（図示せず）が備えられていてもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図１５を参照するに、本発明の装置の、振動試験と同時に熱サイクルが可能な代替的実施の形態について以下に述べる。本代替的実施の形態は、振動試験対象物の熱サイクルストレス・スクリーニング等の熱試験を可能にする付加的熱制御サブシステムとともに、図２〜１０に関して上で述べた第一の好適な実施の形態に含まれる素子のすべてを含む。説明の都合上、図２から４ｂに示す試験ユニット２１の一部のみを図１５に示す。底面プレート３６とバッフル４４の間には、内部にＰＣＢ４１等の試験対象物が含まれている熱キャビティ１５６を画定する断熱されたエンクロージャ１５４が配置されていて、ＰＣＢ４１は上述と同様な仕方でバッフル４４上に据付けられている。断熱されたエンクロージャは、断熱材で作られた外層が備えられたステンレスまたは亜鉛メッキスチールシートから作られた４枚の壁１５６、１５８、１６０、１６２により形成される。壁１５８には、遠位端が参照番号１７０でその全体を示す加熱／冷却ユニットの出口１６８に接続されている流体供給ライン１６６の近位端と流体導通しているエンクロージャ入口を形成する第一の開口部１６４が備えられている。壁１６２には、遠位端が加熱／冷却ユニット１７０に備えられた帰還入口に接続されている流体帰還ライン１７４の近位端と流体導通しているエンクロージャ出口を形成する第二の開口部１７２が備えられている。大多数の試験用途において、熱伝導流体として便宜的に空気を用いるが、他の熱伝導特性が同等または優れている不活性ガスでもよい。熱伝導流体として空気を用いる場合、加熱／冷却ユニット１７０には空気の流れを生成する機械的手段が、熱コントローラ１８４が備えられた参照番号１８２で全体を示す電気加熱装置の加熱コイル１８０を通して帰還入口から取り込まれた流入空気を送り出す従来の空気送風機１７８の形式で備えられている。燃料またはガスバーナー等、他の任意のタイプの加熱装置を熱源として用いてもよいことが理解されよう。ユニット１７０にはまた、液体窒素等の圧縮された凍結流体を貯蔵し、主バルブ１９０および電気機械制御されたバルブ１９４が備えられた供給ライン１９２を通してノズル１９６と流体導通している供給タンク１８８を含む参照番号１８６で全体を示す冷却装置が備えられていて、液体窒素の蒸発による熱吸収により、不活性ガスが出口１６８から流出するにつれて、開口部１６４を通って断熱されたエンクロージャに流入して熱キャビティ１５６内へ循環する前に、冷却される。熱キャビティ１５６内部には、参照番号２０６で全体を示す温度コントローラユニットの一部としてのフィードバック制御装置２０４の入力２０２へ電気ライン２００を通して送られる第一の温度表示信号を生成する、標準“Ｔ”型熱電対等の第一の温度センサ１９８が配置されている。第一のセンサ手段１９８は流体流れだけに接触しているため、そこから生成された第一の信号は加熱／冷却された不活性ガスの温度を示す。制御装置２０４は、制御ライン２１０を通して加熱制御信号を熱コントローラ１８４へ送るための第一の制御出力２０８を有し、また制御ライン２１４を通して冷却制御信号を被制御バルブ１９４へ送るための第二の制御出力２１２を有する。制御装置は、前記所定の熱循環（サイクル）プロフィールに基づき、受信した温度表示信号に応答して加熱装置１７０または冷却装置１８６を選択的に活性化すべくプログラムされている。温度コントローラユニット２０６はさらに、参照番号２２０により模式的に示すディスプレイ２１８とメモリを有する従来型のマイクロコンピュータ２１６を含んでいて、以下により詳しく述べるように、内部に所定の熱循環プロフィールデータが保存されている。コンピュータ２１６にはまた、それぞれ入力および出力ライン２２２、２２４を通して制御装置２０４に接続された適当な入力／出力インタフェースが備えられている。マイクロコンピュータ２１６は、データがメモリ２２０に保存された熱循環プロフィールに基づいてライン２２４を通して制御パラメータデータを送るべくプログラムされた制御ソフトウェアを実行し、その制御データは時間の関数としてフィードバック制御用の温度関連セットポイント値を示す。また、制御装置２０４の電流での制御パラメータ設定はライン２２２を通してマイクロコンピュータ２１６が受信してもよい。熱キャビティ内部にはまた、対象物４１に直接取付けられて対象物温度表示信号を生成する１個以上の温度センサ２２６、２２６’が配置されていて、それら信号は各ライン２３０、２３０’を通ってアナログ−ディジタル変換器２２８へ送られる。例えば標準“Ｔ”型熱電対をセンサ２２６として用いてもよいが、Ｓａｎｄｅｒｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製の“Ｋ”型熱プローブを付加的センサ２２６’として用いてもよい。デジタルデータラインを通って、結果として得られたデジタル信号が、コンピュータ２１６とインターフェースを有するデジタルデータライン２３２を通って、インターフェースを有するデジタルデータライン２３２を通ってコンピュータ２１６へ送られ、受信したデジタルに応答してコンピュータ２１６がメモリ２２０に対応する温度値データを保存し、同データは循環プロフィールデータの調整、表示、あるいは処理に適宜利用される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明に基づく振動試験装置および方法の好適な実施の形態の動作について以下に述べる。プリント回路基板を試験するための従来のＥＳＳプロシージャに基づき、特定のＰＣＢを試験するために必要とされる振動スペクトルの決定は通常、経験則による。疲労の蓄積および潜在的欠陥の露呈は一般に回路内の実際のストレスを考慮して予想されることはなく、むしろ測定された振動レベルから経験的に予想される。ランダム振動を用いる刺激により露呈する欠陥の種類は主にハンダ付けのまずさ、素子あるいは基板の欠陥、コネクタの問題、ケーブルと素子の固定のまずさ、および構造的問題に関係している。加振のスペクトルを決定する方法は通常、振動の振る舞いの研究および所定の最適振動レベルに対するグローバルな応答の比較から、以前他の製品に使って成功したスペクトルの使用までにわたる。折衷的方法は、製品の典型的な欠陥を導入して、次いでこれらの欠陥が反復的に露呈するまで振動レベルを増やすことからなる。加振の時間は通常約１０分である。特定の製品に適用すべく加振のスペクトルを決定するための公知の方法はまた、本発明に基づく振動装置および方法を用いて試験対象物に振動を加えるものであり、適用された音響フィールドから誘発された振動へのエネルギー伝送特性を考慮する。しかし、これら公知の方法の効率を向上させるためには、製品の振動反応を特徴付ける構造モデルを、目標周波数応答プロフィールを生成しそうな加振のスペクトルを決定する前に構築することができる。この目的のためにモード解析技術を用いてよく、発明者の対象物“音源を用いた電子回路の解析方法”、第４年次ＩＥＥＥ加速ストレス試験、ストレス・テスティング１９９８年、および“音源を用いた実験的モード解析”、第１７回応答機械学に関するカナダ会議、１９９９年に記述されている。モード解析は本質的に、振動の主モードに付随する共振周波数および減衰係数を含む振動パラメータに関して理論的なモデルを確立することである。次いで、これらの振動パラメータの値は、振動の機械的または音響的発振源を用いて従来の振動測定器具により実験的に決定される。あるいは、これらの振動パラメータ値は公知の有限要素解析を通じて推定することができ、また、対象物が据付けられている治具の境界条件を規定するためにも使える。得られた振動パラメータから、ＥＳＳ試験要件に準拠するために必要とされる加振レベルは、最適な振動スペクトルと同様に予測可能である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
ここで図１６を参照するに、一組の温度センサ、すなわち標準的な熱電対１９８、熱プローブ２２６’、および標準的な熱電対２２６が備えられた図１５の熱制御サブシステムで、試験対象ＰＣＢに振動を加えながら得られた典型的な循環温度応答曲線２３２、２３４、および２３６を示す。図示した例において、ＰＣＢの熱循環ストレス・スクリーニングを行なうための所定のプロフィールがコンピュータメモリに既に保存されていたものが、ユーザーにより選択されている。選択されたサイクルプロフィールの特性は、サイクル特性（低温、高温、製品の熱応答レート、極限温度における休止回数）、熱サイクル回数およびＰＣＢの状態（電源オン、電源オフ、監視下、非監視下）を含む公知の基準に基づいて決定された。熱サイクル特性の決定については、（（アセンブリ向け環境ストレス遮断指針））、環境科学研究所刊、１９９０年３月、および（（品質部門実務推奨００１．１、ＥＳＳプロセス向け管理および技術指針）、環境科学技術研究所刊、１９９９年１月、に詳述されている。表１に、図１６に示す時間間隔ＡＢ（第一加熱段階）、ＢＣ（第二加熱段階）、ＡＣ（全加熱段階）、およびＣＤ（冷却段階）により規定された曲線２３２、２３４、２３６の連続する部分の熱変化率を℃／分で与える。図１６は第一の熱循環に対応し、標準熱電対１９８により気流として測定され、標準熱電対２３０と熱プローブ２３０が対象物に直接据付けられている。
【表１】
2003527565.tif 000001
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
予想されたように、対象物およびセンサの熱応答特性のために、標準熱電対１９８の気流で測定された最大温度値は標準熱電対２２６および熱プローブ２２６’で直接対象物の上で測定した対応最大温度値よりも高く、標準熱電対１９８の気流で想定された最小温度値はセンサ２２６、２２６で対象物を測定した対応最小温度値よりも低いことが曲線２３２、２３４、および２３６の第一のサイクルの実験からわかる。図１６からはまた、気流で測定された、最大および最小温度値により規定される温度差は、センサ２２６、２２６’で得られた対応する差よりも重要である点もわかる。さらに、表１に揚げたデータから、熱プローブ１９８により気流について測定した熱変化率は、センサ２２６、２２６’により対象物について測定した対応する熱変化率よりも高いことが結論付けられる。気流温度測定と対象物温度測定の間に固有の相違を補償するために、図１５に示すコンピュータ２２０が、対象の物温度測定に基づいて循環プロフィールデータを調整すべく好適にプログラムされていて、温度制御装置２０４の性能を向上させる。