(57)【要約】【課題】超小型電子部品の接合部の破壊強度を正確に測定するマイクロ衝撃試験装置。【解決手段】装置は、標本を収容する標本ホルダと、衝撃デバイスとを備える。衝撃デバイスは、衝撃ヘッドと、支持部材と、接続要素と、第１撓曲スプリングとを備える。支持部材は接続要素に接続され、第１撓曲スプリングはその一端を支持部材へかつその他端を接続要素へ堅固に取付けられる。第１撓曲スプリングと同一である第２撓曲スプリングは、第１および第２撓曲スプリングの各端部が該各撓曲スプリングの負荷解除状態において矩形を形成するように、その一端を接続要素にかつその他端を衝撃ヘッドに堅固に取付けられる。衝撃ヘッドは、該衝撃ヘッドのスプリング負荷位置と衝撃位置との間の直線ラインに沿って第１および第２撓曲スプリングに対して横断方向に移動可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃を受けやすい超小型電子部品標本の衝撃特性を測定するマイクロ衝撃試験装置であって、
該マイクロ衝撃試験装置は、試験するために標本を収容する標本ホルダと、衝撃デバイスとを備え、
該衝撃デバイスは、衝撃ヘッドと、支持部材と、少なくとも一個の接続要素と、前記支持部材が前記接続要素に接続されその一端を前記支持部材へかつその他端を前記接続要素へ堅固に取付けられる第１撓曲スプリングと、前記第１撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である第２撓曲スプリングと、を有し、
前記接続要素は前記衝撃ヘッドに接続され、前記第１および第２撓曲スプリングの各端部が前記各撓曲スプリングの負荷解除状態において矩形を形成するように前記第２撓曲スプリングはその一端を前記接続要素へかつその他端を前記衝撃ヘッドへ堅固に取付けられ、これにより前記衝撃ヘッドは前記衝撃ヘッドのスプリング負荷位置と衝撃位置との間の直線ラインに沿って前記第１および第２撓曲スプリングに対して横断方向に移動可能であり、
前記衝撃ヘッドが前記負荷位置から解除されたときに前記衝撃ヘッドが前記負荷位置から前記衝撃位置に向けて前記直線ラインに沿って進行した後に前記衝撃ヘッドが前記標本を衝撃すべく前記標本が前記衝撃ヘッドの前記衝撃位置に配置されるように、前記標本ホルダは前記衝撃デバイスと整列される、マイクロ衝撃試験装置。
【請求項２】
前記第１撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である第３および第４撓曲スプリングを更に備え、
前記第３および第４撓曲スプリングは、前記第１および第２撓曲スプリングと同一方法で前記支持部材、前記接続要素および前記衝撃ヘッドに夫々接続される、請求項１に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項３】
第３撓曲スプリングを更に備え、
前記第３撓曲スプリングは前記第１撓曲スプリングと同一方法で前記支持部材と前記接続要素とに接続され、これにより前記第１および第２撓曲スプリングの各端部は前記第２撓曲スプリングの一側で矩形を形成すると共に前記第２および第３撓曲スプリングの各端部は前記第２撓曲スプリングの反対側で矩形を形成し、
前記各撓曲スプリングの特性は、前記衝撃ヘッドが確実に前記直線ラインに沿って移動可能となるよう設計されている、請求項１に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項４】
前記衝撃ヘッドの進行方向より見たときに、前記各撓曲スプリングは相互に少なくとも実質的に重なり合う関係で前記衝撃ヘッドの同一側に配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項５】
前記各撓曲スプリングは一つの前記接続要素に接続され、前記衝撃ヘッドの進行方向より見たときに各撓曲スプリングは相互に少なくとも実質的に重なり合う関係で前記衝撃ヘッドの一側に配置され、
前記各撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である第２群の撓曲スプリングを更に備え、
該第２群の撓曲スプリングは、前記衝撃ヘッドの進行方向より見たときに、相互に少なくとも実質的に重なり合う関係で前記衝撃ヘッドの反対側で別の接続要素に接続され、これにより前記各撓曲スプリングおよび前記第２群の撓曲スプリングの配列体は前記直線ラインを中心に対称となる、請求項１から３のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項６】
前記撓曲スプリングは、モノリシック・スプリング、リーフ・スプリングまたはノッチ・スプリングである、請求項１から５のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項７】
前記衝撃ヘッドは、負荷要素と、コア・ロッドと、ロードセルと、衝突ヘッドとを備え、
前記ロードセルと、前記負荷要素と、前記衝突ヘッドとは、前記衝突ヘッドおよび前記コア・ロッドが前記直線ラインに沿って延在するように、前記コア・ロッドにより相互に接続される、請求項１から６のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項８】
前記衝突ヘッドは衝撃時に前記試験用超小型電子部品標本に剪断力を付与し得る、請求項７に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項９】
前記支持部材は貫通孔を備え、前記コア・ロッドは前記貫通孔を通過延在して前記貫通孔から外方に突出すると共に、前記コア・ロッドは前記コア・ロッドに同軸に取付けられたスプリングにより前記貫通孔内で支持され、
前記スプリングの一端は前記支持部材へかつその他端は前記コア・ロッドへ取付けられる、請求項７に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１０】
前記コア・ロッドが、最大限で、直線可変変位変換器（ＬＶＤＴ）センサの内面に対して摺動接触するように、前記貫通孔の回りに円筒状にかつ前記貫通孔と同軸に前記支持部材内に埋設されたＬＶＤＴセンサを更に備える、請求項７から９のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１１】
前記衝撃ヘッドを前記負荷位置へと予負荷すべく前記支持部材の前記貫通孔から外方に突出する前記コア・ロッドの一部分に解除可能に取付けるための取付け手段を有する速度制御ブロックを更に備える、請求項７から１０のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１２】
前記取付け手段は、機械的ネジ、挟持デバイスまたは磁石である、請求項１１に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１３】
前記速度制御ブロックは前記支持部材上に案内要素を介し取付けられ、該案内要素は、前記直線ラインに沿って前記速度制御ブロックの調節を提供し、これにより前記衝撃ヘッドの前記負荷位置、すなわち予負荷、を調節する、請求項１１に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１４】
前記標本ホルダは、顕微鏡もしくは荷電結合素子（ＣＣＤ）ビデオ・カメラまたはその組み合わせと、Ｘ、ＹおよびＺ軸に関して前記試験用標本を確実に保持する挟持要素とを備える、請求項１から１３のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１５】
前記標本の周囲の環境の温度を−４０℃〜１００℃で変化させ得る標本温度変更装置を更に備える、請求項１から１４のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１６】
衝撃を受けやすい超小型電子部品標本の衝撃特性を測定するマイクロ衝撃試験装置であって、
該マイクロ衝撃試験装置は、試験するために標本を収容する標本ホルダと、衝撃デバイスとを備え、
該衝撃デバイスは、衝撃ヘッドと、支持部材と、その一端を該支持部材へかつその他端を前記衝撃ヘッドの第１側部へ取付けられる少なくとも１個の第１撓曲スプリングと、該第１撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である少なくとも１個の第２撓曲スプリングと、を有し、
該第２撓曲スプリングが、その一端を前記支持部材へかつその他端を前記衝撃ヘッドの前記第１側部の反対側である前記衝撃ヘッドの第２側部へ取付けられ、これにより、前記衝撃ヘッドは前記衝撃ヘッドのスプリング負荷位置と衝撃位置との間の直線ラインに沿って前記各撓曲スプリングに対して横断方向に移動可能であり、
前記衝撃ヘッドが前記負荷位置から解除されたときに前記衝撃ヘッドがその負荷位置からその衝撃位置に向けて前記直線ラインに沿って進行した後に前記衝撃ヘッドが前記標本を衝撃し得るように前記標本が前記衝撃ヘッドの前記衝撃位置に配置されるように、前記標本ホルダは前記衝撃デバイスと整列される、マイクロ衝撃試験装置。
【請求項１７】
実質的に同一である付加的な偶数個の撓曲スプリングを更に備え、
該偶数個の撓曲スプリングは、前記衝撃ヘッドの両側において等しい個数の前記撓曲スプリングが取付けられるように、前記第１および第２撓曲スプリングと同一方法で夫々の要素に接続される、請求項１６に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１８】
前記衝撃ヘッドの両側における前記撓曲スプリングは並んで配置される、請求項１６または１７に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【請求項１９】
前記衝撃ヘッドの両側における前記撓曲スプリングは、前記衝撃ヘッドの進行方向より見たときに相互に少なくとも実質的に重なり合う関係で配置される、請求項１６から１８のいずれか１項に記載のマイクロ衝撃試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超小型電子部品の接合部の衝撃試験の分野に関し、より詳細には、超小型電子部品の接合部の衝撃特性を試験する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、消費者は、例えば移動電話、携帯用メディア・プレーヤおよび携帯用コンピュータのような絶えず台数が増加している携帯用デバイスを利用できる。ゆえに、デバイスが携帯可能となるにつれてかかるデバイスが遭遇する使用状態は、例えばデスクトップ・コンピュータの様な静的使用下におけるようなデバイスから大きく変化する。携帯用デバイスは、衝突からの衝撃と、該デバイスが使用され得る異なる周囲環境に起因して変化する熱的動作条件とに晒される可能性が大きい。このことを認識して超小型電子分野では、プリント配線基板（ＰＣＢ）およびそれらが取付けられる部品のような種々の超小型電子部品がかかる条件下でいかに良好に正常動作するかを判断する規格を採用している。
【０００３】
上記規格の例は、衝撃試験下で部品ボードの相互接続部を認定し得るＪＥＤＥＣ規格（ＪＥＳＤ２２−Ｂ１１１）である。しかしＪＥＤＥＣ試験は、部品をＰＣＢ上へと組み付けること、すなわち試験目的でのみ行われたときにコスト効率的でないプロセスを必要とする。試験に関し、標準的なボール剪断試験器を用いて半田ボールを剪断する現在の業界手法は、少なくとも２つの理由から、望ましくはない。第１に上記ボール剪断試験器は、その剪断速度が遅いので所望方式の破壊試験を効率的に誘導し得ない。第２に半田ボールの微細標本は問題を呈する。と言うのも、シャーピーまたはアイゾット試験器のような標準的な衝撃試験器は適切な試験分解能を欠如しているのでかかる試験器を用いた場合には標本のサイズおよび幾何学形状が正確な破壊特性解析を阻害するからである。
【０００４】
ＰＣＢ部品の場合、非特許文献１は、インストロン社（Ｉｎｓｔｒｏｎ）の負荷機を用いることでＰＣＢの半田付け接合部に対して歪み割合を変化させた場合の影響を研究する実験を記述している。半田ボールから成る上記半田付け接合部は、ポリマ基板上の銅パッドに取付けられる。上記研究においては、半田ボールを真鍮ブレードが所定速度で衝突し、かつ、上記半田ボールを剪断するために必要とされた負荷が記録されている。しかし上記剪断速度は１ｍ／ｓより僅かに速い速度がピークであり、この研究において達成された剪断速度の範囲は相当に制限されることを意味している。
【０００５】
更に最近において非特許文献２は、半田付け接合部に対する機械的試験装置を記述している。機械的試験は、振り子機構により０．１ｍｍ／ｓ〜１．４ｍ／ｓに亙る試験剪断速度が許容される振り子衝撃試験を用いて達成されている。半田付け接合部の破壊エネルギは、振り子が該半田付け接合部に衝突した後における該振り子の運動エネルギの減少分に等しいと解釈されている。しかし非特許文献２により記述された方法の欠点は、破壊エネルギのみは提供されるが破壊強度に関する情報は何ら測定されないことである。更に、振り子の（予測された）運動エネルギ損失を半田付け接合部の破壊エネルギに対して帰属させる精度は疑わしい、と言うのも、運動エネルギの変化は、半田付け接合部の衝撃時において消散されるエネルギに加え、振り子の振動ならびに熱および音に依る損失のような他の損失により生ずるからである。
【０００６】
【非特許文献１】シボアール等（フランス、雑誌“物理”、第ＩＶ巻、第１１０頁（２００３）、“半田付けおよび半田付け接合の動的特性”）  Siviour et al. [ Dynamic Properties of Solders and Solder Joints, J. Phys. IV France 110 (2003)]
【非特許文献２】伊達等（２００４年、電子部品およびテクノロジ会議２００４、半田付け接合の衝撃信頼性）  Date et al. [Impact Reliability of Solder Joints, 2004 Electronic Components and Technology Conference, 2004])
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した発展にも関わらず、超小型電子部品の相互接続部の破壊エネルギに関するだけでなく破壊強度にも関する定量的で正確な測定値を提供するために所望の破壊試験方式を実現し得る超小型電子部品の相互接続部用の衝撃試験器に対するニーズが在る。また、微小なサイズおよび幾何学形状の試験用標本に関して再現可能な結果が容易に達成可能である衝撃試験器を提供することも望ましい。更に、超小型電子分野に対して商業的にも大規模に採用され得るコスト効率的な試験器を提供することも望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の問題を解決すると共に言及された要望を満足するために、本発明により独立請求項に係る特徴を有する衝撃試験器が提供される。
【０００９】
本発明に依れば、衝撃を受けやすい超小型電子部品標本の衝撃特性を測定するマイクロ衝撃試験装置は、試験するために標本を収容する標本ホルダと、衝撃デバイスとを含む。本発明の一つの形態に依れば上記衝撃デバイスは、衝撃ヘッドと、支持部材と、少なくとも一個の接続要素と、第１撓曲スプリングとを含む。上記支持部材は、上記第１撓曲スプリングがその一端を上記支持部材へかつその他端を上記接続要素へ堅固に取付けられるように、上記接続要素に接続される。上記衝撃デバイスはまた、上記第１撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である第２撓曲スプリングも含み、上記接続要素は上記衝撃ヘッドに接続され、上記第２撓曲スプリングはその一端を上記接続要素にかつその他端を上記衝撃ヘッドに堅固に取付けられる。上記第１撓曲スプリングに対する上記第２撓曲スプリングの配列体は、上記第１および第２撓曲スプリングの各端部が該各撓曲スプリングの負荷解除状態において矩形を形成するように成っている。
【００１０】
本発明の第２形態に依れば、衝撃を受けやすい超小型電子部品標本の衝撃特性を測定するマイクロ衝撃試験装置は、試験するために標本を収容する標本ホルダと、衝撃デバイスとを含む。上記衝撃デバイスは、衝撃ヘッドと、支持部材と、その一端を上記支持部材へかつその他端を上記衝撃ヘッドの第１側部へ取付けられた少なくとも一個の第１撓曲スプリングとを含む。上記衝撃デバイスはまた、上記第１撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である少なくとも一個の第２撓曲スプリングを含み、第２撓曲スプリングは、その一端を上記支持部材へ、その他端を、上記衝撃ヘッドの上記第１側部の反対側である衝撃ヘッドの第２側部へ取付けられる。
【００１１】
上記衝撃試験装置の上記実施例に依れば、衝撃ヘッドは、衝撃ヘッドのスプリング負荷位置（負荷位置）と衝撃位置との間の直線ラインに沿って上記第１および第２撓曲スプリングに対して横断方向に移動可能である。更に、上記試験用標本ホルダ内に収容された上記試験用標本が上記衝撃ヘッドの上記衝撃位置に配置されるように、上記標本ホルダは上記衝撃デバイスと整列される。これにより上記衝撃ヘッドは、その負荷位置からその衝撃位置に向かい上記直線ラインに沿って進行した後で、上記標本を正確に衝撃し得る。上記直線動作は、解除時に上記衝撃ヘッドが上記試験用標本に対して必要とされる正確な剪断力を提供するために重要である。上記衝撃ヘッドの直線動作はまた、微小なサイズおよび幾何学形状の試験用標本に関して上記試験装置が試験を実施し得るためにも必要である。
【００１２】
これに加え、撓曲スプリングを含む上述の配列体を用いることの更なる利点は、上記各撓曲スプリングは、摩擦が無く、上記衝撃ヘッドに対して振動の無い直線動作を提供し、上記支持部材に関して直交配列で配置されたときに高剛性を有することである。
【００１３】
上述の実施例に関し、上記第１および第２スプリングの各端部により形成される上記矩形を形成することは常に必要とはされないことを銘記されたい。平行な対応スプリングの長さが相互に異なるとしても、例えば剛性のようなスプリング特性を変更することにより、同一の直線効果、すなわち上記衝撃ヘッドの正確な直線動作が依然として達成され得る。
【００１４】
本発明の更なる実施例において、上述のマイクロ衝撃試験装置は更に、上記第１および第２撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である第３および第４撓曲スプリングを含む。上記第３および第４撓曲スプリングは夫々、上記第１および第２撓曲スプリングと同一方法で、上記支持部材、上記接続要素および上記衝撃ヘッドに接続される。
【００１５】
代替実施例において、上述のマイクロ衝撃試験装置は第３撓曲スプリングのみを含む。この実施例においては、上記第１撓曲スプリングと同一方法で、上記第３撓曲スプリングの一端は上記支持部材に接続されかつその他端は上記接続要素に接続される。上記第１および第２撓曲スプリングの各端部は上記第２撓曲スプリングの一側で矩形を形成し、上記第２および第３撓曲スプリングの各端部は上記第２撓曲スプリングの反対側で矩形を形成する。各撓曲スプリングの特性は、上記衝撃ヘッドが上記直線ラインに沿って移動可能であることを確実とすべく設計される。上述の実施例の任意の実施例において、各撓曲スプリングは、相互に少なくとも実質的に重なり合う関係で上記衝撃ヘッドの一側で一緒に配置され得る。換言すると、上記衝撃ヘッドの進行方向（平面視）で見たとき、上記各撓曲スプリングは相互に少なくとも実質的に重なり合って見える。上記実施例において、上記マイクロ衝撃試験装置の各撓曲スプリングが、相互に少なくとも実質的に重なり合う関係で上記衝撃ヘッドの一側に配置される場合、各撓曲スプリングは単一の接続要素に接続され得る。
【００１６】
但し、本発明の更なる好適実施例において上記装置は、第２群の撓曲スプリングを更に備え得る。上記第２群の撓曲スプリングの各撓曲スプリングは、上記第１撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である。上記第２群の撓曲スプリングは、上記衝撃ヘッドの実質的に反対側で別の接続要素に接続される。上述されたように、上記衝撃ヘッドの上記反対側における上記第２群の撓曲スプリングの各撓曲スプリングは、上記衝撃ヘッドの進行方向より見たときに、相互に少なくとも実質的に重なり合う関係で配置される。本発明のこれらの実施例において、上記衝撃ヘッドの両側における各撓曲スプリングの配置は好適には、上記直線ラインを中心に対称的とされ得る。換言すると、上記第２群の撓曲スプリングの配置は、上記第１群の撓曲スプリングの配置を実質的に鏡映する。
【００１７】
この点に関し、“実質的に反対側”という語句は、言及されたように上記第１および第２群のスプリングが鏡像であり、すなわち１８０°離間して配置されることを意味すると解釈され得ることを銘記すべきである。但し上記語句はまた、上記２群のスプリングが、該２群のスプリング間における径方向関係を表す所定角度で分離され、上記直線動作の方向より見たときに上記衝撃ヘッドが原点として作用することを意味するとも解釈され得る。
【００１８】
また、上記２群のスプリングが上記衝撃ヘッドを衝撃ヘッドの両側における夫々の接続要素に接続する実施例において、両側におけるスプリングの配置は非対称的ともされ得る。
【００１９】
この点に関し、前述の実施例または後述の実施例の任意の実施例において、撓曲スプリングという語句は、本装置に関してスプリングが単一ラインに沿って直線指向性揺動を介して機能する方式を指していることを銘記すべきである。上記撓曲スプリングの直線動作は上記単一ラインに沿う単一方向的とされるべきであり、上記撓曲スプリングは、上記負荷位置（撓曲状態）から上記負荷解除位置（非撓曲状態）へと解除されるときに上記方向に沿って直線に移動する。
【００２０】
ゆえに上記撓曲スプリングは、限定的なものとしてでは無く、モノリシックスプリング、リーフ・スプリングまたはノッチ・スプリングとされ得る。ノッチ・スプリングは、例えばその周縁部に沿って楔状特徴または部分切除特徴を有する平坦スプリングとされ得る。上記ノッチ・スプリングが撓曲を受けるとき、上記楔状区画は付勢状態へと拡開もしくは収縮し、解除時にはその元の状態へと戻る結果となり得る。撓曲スプリングの意味は例えば、本発明に係る上記衝撃試験装置の上記衝撃ヘッドの弾性要件を満足する撓曲可能ビームを包含するようにも拡張される。
【００２１】
上記マイクロ衝撃試験装置の上記実施例の上記衝撃ヘッドは、負荷要素、コア・ロッド、ロードセルおよび衝突ヘッドを含む。上記ロードセル、負荷要素および衝突ヘッドは、同軸配列体として上記コア・ロッドにより相互に接続される。その結果、衝撃ヘッドが進行する予定の直線的変位ラインに沿って同軸配列体が延在する。
【００２２】
上述の実施例における上記衝突ヘッドは、衝撃時に試験用超小型電子部品標本に対して剪断力を付与し得る。付加的実施例において上記衝突ヘッドはまた、異なる破壊方式を模擬すべく他の方向の力も付与し得る。この点に関し、剪断力の付与に加えて上記衝突ヘッドは例えば、（引張強度試験のための）張力を付与するか、または、適切に行えば試験用標本に対して（撓曲試験のために）曲げモーメントを誘起することもできる。
【００２３】
本発明の更なる実施例に依れば上記支持部材は自身内に貫通孔を備え、上記コア・ロッドは貫通孔を通過延在して貫通孔から垂直に外方に突出する。上記突出端部または上記コア・ロッドは、（該当する場合に）該コア・ロッドの手動による移動を助けるプランジャを含む。上記コア・ロッドは圧縮スプリングもしくは引張スプリングにより更に支持され得る。その場合に、上記圧縮／引張スプリングは、その一端は上記支持部材に取付けられかつその他端は上記コア・ロッドに取付けられるように、上記貫通孔内で上記コア・ロッドの部分に同軸に取付けられる。
【００２４】
上記圧縮スプリングは、円筒状カラーにより作動される。上記円筒状カラーの半径は上記コア・ロッドの半径よりも大きく、最大限で、上記貫通孔の内壁部分と該円筒状カラーとの間における摺動接触を許容する。上記円筒状カラーは、上記コア・ロッドが上昇されたときに該コア・ロッドが上記固定圧縮スプリングに接触する箇所まで該コア・ロッドが上記貫通孔を通過するように、上記衝撃ヘッドの頂部に当接すべくかつ上記コア・ロッドと同軸に配置される。上記圧縮スプリングと接触した後、上記コア・ロッドの一切の更なる変位は、上記円筒状カラーが上記圧縮スプリングを圧縮する結果となる。本発明のこの実施例においてかかる圧縮または引張スプリングは、衝突ヘッドがその負荷位置から解除されたときに衝突ヘッドの速度を更に増大するために供給される。
【００２５】
負荷プロセスにおいて、上記衝突ヘッド、ロードセルおよび負荷要素を含む上記衝撃ヘッド全体が、上記コア・ロッドにより上記直線ラインに沿って移動される。上記移動中、上記衝撃ヘッドに取付けられた各撓曲スプリングは、上記衝撃ヘッドを元の平衡位置へ戻すべく付勢される。付加的加速が必要とされる（上記付加的加速は付加的位置エネルギを含めることにより提供される）実施例において、前述の圧縮または引張スプリングは以下のように含まれ得る。
【００２６】
例えば、圧縮スプリングを含む上記実施例において言及されたように、上記衝撃ヘッドが負荷位置へ進むときに、上記コア・ロッド上に同軸に配置された上記円筒状カラーは上記圧縮スプリングを圧縮し始めることにより、上記衝撃ヘッドの解除時に運動エネルギへと変換され得る更なる量の位置エネルギを創出する。
【００２７】
上記ロードセル・センサは、測定可能な電気的出力へと力を変換する変換器である。多くの種類のロードセルが在るが、本装置においては圧縮式ロードセルが使用され得る。但し圧縮式ロードセルの代わりに、例えば圧電変換器および歪ゲージのような種々の力変換器が使用され得る。この点に関し、使用される力測定デバイスの形式次第で、上記センサは上記衝撃ヘッド上に直接的に配置されたり違う方式とされたりする。
【００２８】
別実施例において上記マイクロ衝撃試験装置は、直線可変変位変換器（ＬＶＤＴ）センサを更に含む。上記ＬＶＤＴセンサは、上記支持部材内に埋設される。それは、上記貫通孔の内壁部分に円筒状に取付けられるべく、上記支持部材の上記貫通孔と同軸に整列されるべく配置される。ゆえに上記コア・ロッドは、最大限で、上記ＬＶＤＴセンサの内面と摺動接触され得る。上記ＬＶＤＴセンサは上記コア・ロッドに関する変位データを提供する一方、該データは上記衝撃ヘッド・アセンブリの速度および加速度を決定すべく使用され得る。
【００２９】
ＬＶＤＴは、典型的には、一次磁気コイルと、二次磁気コイルと、位置が測定されつつある対象物（コア・ロッド）上に跨るプランジャとから成る。本装置においては上記コア・ロッドの変位により、上記二次コイルの相互インダクタンスは上記一次コイルに対して変化せしめられ、上記二次コイルに上記一次コイルから誘導された相対電圧も変化する。これにより、上記コア・ロッド（および取付けられた衝撃ヘッド・アセンブリ）の変位は正確に測定される。上記コア・ロッドの変位を測定すべくＬＶＤＴを用いることに加え、例えば、磁気抵抗、光学的三角測量、光電、位置変位、超音波、および、可変抵抗の各技術によるセンサも使用される。
【００３０】
本発明の更なる実施例において上記マイクロ衝撃試験装置は、上記支持部材の頂上に案内要素を介して取付けられた速度制御ブロックを更に含む。上記速度制御ブロックの正確な位置は、それが実質的に、上記コア・ロッドに対して（ゆえに上記衝撃ヘッドに対しても）同一の直線ラインの動作に沿って存在するような位置である。上記速度制御ブロックは、上記支持部材の上記貫通孔から外方に、特に頂上に配置された上記プランジャに向かい突出する上記コア・ロッドの一部分に対して解除可能に取付けるための取付け手段を有する。これにより、上記速度制御ブロックは上記コア・ロッドの頂部突出部分に係合することにより、上記衝撃位置への到達のために上記衝撃ヘッド・アセンブリが解除される準備ができるまで、上記コア・ロッドおよび上記衝撃ヘッド・アセンブリ全体が保持され得る。先に言及されたように、上記コア・ロッドの突出部分はプランジャを含み得る。上記プランジャは、上記衝撃ヘッドが上記負荷位置に在るときにおいて上記速度制御ブロックに対する上記コア・ロッドの取付けおよび取外しを助力すべく機能する。
【００３１】
上記案内要素は、上記直線ラインに沿って速度制御ブロックの調節を実現し、上記衝撃ヘッドに関する各撓曲スプリングの変形の程度を調節する。これにより、上記衝撃ヘッド・アセンブリの位置エネルギが変更される。使用される上記案内要素は、速度制御ブロックが直線ラインに沿って移動可能とされるのを許容する限りにおいて、摺動レールまたは溝システムとされ得る。
【００３２】
速度制御ブロックを含む実施例において上記取付け手段は、限定的なものとしてでは無く、機械的ネジ、挟持デバイスまたは磁石とされ得る。上記磁石は、電流の投入および切断により起動かつ起動解除される電磁石の形態とされ得る。
【００３３】
先行実施例の全ては、本装置用の標本ホルダを含む。該標本ホルダは、標本挟持デバイス、取付けプレート、および、３次元的に移動可能な載置台を含む。上記取付けプレートは、上記移動可能な載置台上に取付けられる。上記取付けプレートの頂上には、試験用標本を挟持する上記標本挟持デバイスが固着される。上記載置台（ゆえに上記挟持器）は、Ｘ、ＹおよびＺ方向の各々に対して１個ずつ割当てられた３個のマイクロメータにより、Ｘ、ＹおよびＺ軸において正確に調節可能である。また、所定角度θの回りで回転する標本挟持デバイスを含めることにより、試験用標本に対する衝撃の角度を調節することも可能である。
【００３４】
本発明の更なる実施例において上記マイクロ衝撃試験装置の上記標本ホルダは、顕微鏡もしくは荷電結合素子（ＣＣＤ）ビデオ・カメラまたはその組み合わせを更に含む。上記顕微鏡によれば、正確な衝撃箇所に衝突させるために、上記標本ホルダにおける非常に小さい試験用標本の正確な位置を監視かつチェックできる。
【００３５】
上記マイクロ衝撃試験装置の更に別の実施例において、上記装置は試験用標本温度変更デバイスを更に含む。上記試験用標本温度変更デバイスは、上記試験用標本の周囲の環境の温度を、例えば−４０℃〜１００℃の範囲などの広い範囲で変更すべく適合される。
【００３６】
上述のように、本発明の第２形態に依れば、衝撃を受けやすい超小型電子部品標本の衝撃特性を測定する上記マイクロ衝撃試験装置は、試験するために標本を収容する標本ホルダと、衝撃デバイスとを含む。上記衝撃デバイスは、衝撃ヘッドと、支持部材と、その一端を上記支持部材へかつその他端を上記衝撃ヘッドの第１側部へ取付けられた少なくとも一個の第１撓曲スプリングと、を含む。上記衝撃デバイスはまた、第１撓曲スプリングと少なくとも実質的に同一である第２撓曲スプリングを含み、第２撓曲スプリングは、その一端を上記支持部材へ、その他端を、実質的に上記衝撃ヘッドの上記第１側部の反対側である該衝撃ヘッドの第２側部へ取付けられる。
【００３７】
本発明のこの形態に依れば上記衝撃ヘッドは、スプリング負荷位置と衝撃位置との間において直線ラインに沿って各撓曲スプリングに対して横断方向に移動可能である。解除時に上記衝撃ヘッドがその負荷位置からその衝撃位置に向けて上記直線ラインに沿って進行した後で該衝撃ヘッドが上記標本を衝撃し得るように上記標本が上記衝撃ヘッドの上記衝撃位置に配置されるように、上記標本ホルダは上記衝撃デバイスと整列される。
【００３８】
本発明のこの形態の更なる実施例に依れば、上記装置は実質的に同一である付加的な偶数個の撓曲スプリングを更に含み得る。上記偶数個の撓曲スプリングは、上記衝撃ヘッドの両側において等しい個数の撓曲スプリングが取付けられるように、上記第１および第２撓曲スプリングと同一方法で上記装置の夫々の構造要素に接続される。
【００３９】
好適実施例において、上記撓曲スプリングは上記衝撃ヘッドの両側に並んで配置され得、すなわち各スプリングは単一平面内に位置し得る。また、上記衝撃ヘッドの両側における上記撓曲スプリングは、上記衝撃ヘッドの進行方向より見たときに相互に少なくとも実質的に重なり合う関係で配置され得る。
【００４０】
更に、上記直線ラインに沿う上記衝撃ヘッドの移動を許容するために本発明の上述の第２形態に係るマイクロ衝撃試験装置の各撓曲スプリングは、その長手方向において一定の弾性も有すべきことを銘記すべきである。また、上記撓曲スプリングは上記支持部材および／または上記衝撃ヘッドに取付けられる。これにより、上記撓曲スプリングを撓曲させるときに生ずる該撓曲スプリングの長さの変化が考慮されることが確実となる。これは例えば、上記撓曲スプリングが摺動可能に支持される凹所を上記衝撃ヘッドが含む場合に達成され得る。
【００４１】
概略的に、本発明の一つの本質的な特徴は、衝撃ヘッドのスプリング負荷位置と該衝撃ヘッドの衝撃位置との間における該衝撃ヘッドの正確な直線移動が確実とされるような方式で上記衝撃ヘッドが各撓曲スプリングにより懸架されるマイクロ衝撃試験装置を提供することであることを更に銘記すべきである。ここまで、本発明に係るマイクロ衝撃試験装置の種々の特定実施例が記述されてきたが、上記要件を満足する他の実施例もまた本発明の有効範囲および思想に収まるべきことを理解すべきである。
【００４２】
一例として、本発明の上記第１形態に関して記述された各撓曲スプリングは、必ずしも同一である必要は無い。例えば、一つの撓曲スプリングを別の撓曲スプリングより長くすることもできる。上記撓曲スプリングに関する特性は、本発明の一定の実施例において使用される全ての撓曲スプリングにより形成される上記懸架システムにより上記衝撃ヘッドの上記直線移動を確実にすべく各撓曲スプリングが相互に設計されるべきである。
【００４３】
上述のおよび以下の実施例の全ては垂直または水平な方式のいずれでも配置され得ることも銘記すべきである。垂直配置は、高位の重力位置エネルギの位置から低位の重力位置エネルギの位置まで衝撃ヘッドが移動するときに重力の効果が利用される配置である。水平配置において重力は関与しないが、必要な位置エネルギは、撓曲スプリングの効果に依ってのみ、該当する場合には付加的な圧縮（またはトーション）スプリングと組み合わせて生成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下における添付図面および発明の詳細な説明ならびに各実施例は、本発明に係るマイクロ衝撃試験装置およびその種々の実施例の更なる理解を助力する。但し上記図面および各実施例は、本発明を図示実施例に限定すると解釈されるべきでない。
【００４５】
以下に、添付図面を参照して本発明の種々の実施例が記述される。
【００４６】
図１は、標本ホルダ１２、１３、１４および１５、Ｃ形状支持部材７および衝撃ヘッド１１２を含む本発明に係るマイクロ衝撃試験装置の斜視図を示している。上記衝撃ヘッドは衝突ヘッド２、ロードセル５、負荷要素４およびコア・ロッド８を含んでいる。アセンブリ１１２の頂上には、より詳細には上記コア・ロッド上には、以下の全ての実施例において存在するプランジャ３２が取付けられる。
【００４７】
上記実施例はまた、移動部品すなわち衝撃ヘッド１１２の衝撃エネルギを生成するための４個の撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４も含んでいる。Ｃ形状支持部材７の頂上には速度制御ブロック９が取付けられ、該ブロックは上記装置の負荷生成時にプランジャ３２を所定位置に保持する役割を果たす。引き続いて速度制御ブロック９は、プランジャ３２を解除することにより衝撃ヘッド・アセンブリ１１２を解除し得る。支持部材７の上方における速度制御ブロック９の高さは、摺動案内部材１１により調節可能である。速度制御ブロック９は、プランジャ３２を固定し、後にプランジャを解除し得る取付け機構１０を含む。摺動案内部材１１上に速度制御ブロック９を取付けると、撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４が受ける変形が速度制御ブロック９の高さを制御され得る。速度制御ブロック９の変化自在の高さは、衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の解除に先立ち撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４により提供される位置エネルギの変化量に対応する。
【００４８】
上述されたように図１の実施例は、標本ホルダ１２、１３、１４および１５も含んでいる。該標本ホルダ１２、１３、１４および１５は、載置台１４、標本挟持デバイス１２、取付けプレート１３、および、３個のマイクロメータを含んでいる。載置台１４は、標本位置調節のために３つの軸において移動可能である。標本挟持デバイス１２は、取付けプレート１３上に堅固に取付けられる。一方、取付けプレート１３は載置台１４上に取付けられる。載置台１４の位置は、Ｘ、ＹおよびＺ方向において３個のマイクロメータ１５により夫々正確に調節可能である。
【００４９】
標本に対する衝撃の角度は、所定角度θの回りで回転し得る標本ホルダを含めることでも調節し得る。更なる好適実施例においては、正確な標本整列のために（不図示の）顕微鏡が含まれ得る。かかる実施例において上記顕微鏡は、上記装置の前方からの（すなわち上記撓曲スプリングの長さに沿う）方向かつ／又は側部からの（すなわち上記撓曲スプリングの幅に沿う）方向という二方向において整列を監視すべく位置決めされる。
【００５０】
図２は、衝撃ヘッド１１２が接続要素２００によりＣ形状支持部材７に間接的に接続される本発明の一好適実施例の側面図を示している。撓曲スプリング１０２および１０３は、上記衝撃ヘッドの一側部を接続要素２００に接続する。上述されたように衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の衝突速度は基本的に撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４により制御される。
【００５１】
負荷プロセスの間において、上述されたように衝撃ヘッド・アセンブリ１１２は速度制御ブロック９に向けて変位される。衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の変位、および、引き続く速度制御ブロック９に対するプランジャ３２の取付け時に、撓曲スプリング１０２および１０３は上記変位の方向に偏向される。ゆえに撓曲スプリング１０２および１０３の偏向によれば衝撃ヘッド１１２は、接続要素２００に向けて上方かつ内方に（すなわち上記各撓曲スプリングの長さに沿って内方に）移動される。ゆえに接続要素２００もまた、上述の衝撃ヘッド１１２の変位の方向に進行する。対応する撓曲スプリング１０１および１０４の上方偏向により、接続要素２００が衝撃ヘッド１１２に向けて（すなわち上記各撓曲スプリングの丈に沿って外方に）移動する。
【００５２】
ゆえに、接続要素２００の外方移動および衝撃ヘッド１１２の内方移動は（これらの移動が等しい速度で行われる場合）、衝撃ヘッド１１２が中立平衡位置（負荷解除状態）と負荷位置との間において上方に移動するときに該衝撃ヘッドを（直線において）単一平面内で維持するという補償効果となる。
【００５３】
衝撃ヘッド１１２の衝突速度はまた、示されたようにＣ形状支持部材７の貫通孔内に圧縮スプリング１６を挿入することによっても増大され得る。図中において圧縮スプリング１６は、コア・ロッド８と同軸に取付けられる。コア・ロッド８は、圧縮スプリング１６に対して摺動接触される。圧縮スプリング１６の予負荷は、ネジ・ブロック１７により調節され得る。衝撃ヘッド・アセンブリ１１２が速度制御ブロック９に向けて移動するときに圧縮スプリング１６は、コア・ロッド８と同軸に取付けられた円筒状カラー１８であって前述および後述の実施例において存在することで本明細書に記述されたように機能する円筒状カラー１８により圧縮される。圧縮スプリング１６により生成された付加的な位置エネルギは衝撃ヘッド１１２が既に利用可能な位置エネルギに対して加算される。圧縮スプリング１６により生成された上記付加的位置エネルギは、解除時に運動エネルギへと変換されて、衝突ヘッド２を直線経路に沿って送ることで、試験用の半田付け接合部標本を衝撃する。
【００５４】
本実施例のＣ形状支持部材７は、ＬＶＤＴセンサ６が配置された貫通孔も含んでいる。圧縮スプリング１６、ネジ・ブロック１７およびコア・ロッド８の上述の配列体は、上記貫通孔内で実現される。コア・ロッド８は、該コア・ロッド８の一部を上記貫通孔の頂部から突出させ乍ら同軸配置で該貫通孔内に配置された圧縮スプリング１６およびＬＶＤＴセンサ６を貫通通過する。上記貫通孔の略々中間には、減少された直径の段状特徴である絞り部の特徴が存在する。（速度制御ブロック９の開口の側に接近して配置される）減少直径を備えた上記貫通孔の部分は、最大限で上記コア・ロッドがＬＶＤＴセンサ６と摺動接触するに十分である。ＬＶＤＴセンサ６は、上記貫通孔の上記減少直径部分の内壁に沿って位置決めされ、最大限でコア・ロッド８と摺動接触し得る。
【００５５】
図３は、衝撃ヘッド・アセンブリ１１２が単一の撓曲スプリング１０２により接続要素２００に直接的に接続される図２の別の好適実施例の側面図を示している。Ｃ形状支持部材７は概略的に、Ｃ形状の両方の自由端部で内方に撓曲された部分を有している。各実施例において示されたように上記内方撓曲部分の撓曲の延長部は、実質的に等しいが、直角による延長部に限定されるものでない。撓曲スプリング１０１および１０４の夫々の一端がＣ形状支持部材７に接続されるのはこれらの内方撓曲部分においてであり、他端は接続要素２００に接続される。撓曲スプリング１０１および１０４は、該撓曲スプリングが相互に平行であるように、同様の方式で接続される。第３の撓曲スプリング１０３の配列体もまた、上述のスプリング１０１および１０４に平行である。３本の撓曲スプリング１０１、１０３および１０４の長さに関し、この特定実施例においてそれらは等しい長さである。但し上述されたように、衝撃ヘッド１１２が前述の直線的方式で移動する最終結果であるなら、各スプリングの長さは該個々のスプリングの硬さ特性に従い変更され得る。
【００５６】
本実施例の動作は、本質的に上述された実施例と同様である。衝撃ヘッド１１２が負荷位置へと上昇されるにつれて該衝撃ヘッド１１２は弧状に移動する傾向があることから、該アセンブリ１１２と上記接続要素との間の距離は減少する。この移動は、スプリング１０２が上方に撓曲してＣ形状支持部材７の上側水平部分に向かい撓曲するにつれて行われる。
【００５７】
但し衝撃ヘッド１１２の上昇は同時に、接続要素２００の上昇も引き起こす。接続要素２００の上方動作のゆえにスプリング１０４および１０２もまた上方に撓曲し、上述されたように、接続要素２００と、間接的に取付けられた衝撃ヘッド１１２とが、外方に移動される。
【００５８】
ゆえに、上方動作の間において接続要素２００に関する衝撃ヘッド１１２の距離は減少するが、Ｃ形状支持フレーム７の垂直区画に関する接続要素２００の距離は同時に増大し、すなわち該接続要素は外方に移動する。上記２つの移動の組み合わせは相互を打ち消し、単一の垂直平面内における衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の維持に帰着する。ゆえにアセンブリ１１２の移動は直線的であると共に、該アセンブリは負荷位置と衝撃位置との間で移動する。
【００５９】
図４は、４対の撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４が衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の両側で角度付き支持部材４００に接続される上記衝撃試験装置の更なる実施例を示す図である。角度付き支持部材４００は本質的に、２個のＣ形状支持部材が一体的に連結されたものと見做され、または、例えば頂部平面視で見たときにＶ形状を形成すべく中央軸の回りで側方に撓曲された倒立“Ｕ”形状支持部材３０であると見做される。図４の実施例において示されたＶ形状の角度は、直角（９０°）である。但し更なる実施例において上記角度は、０°〜１８０°の間において任意に変更され得る。
【００６０】
各対の撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４はそれらの夫々の水平面内に位置し、すなわち、アセンブリ１１２の両側でひとつの平面毎に少なくとも２個の撓曲スプリングが配置される。換言すると、アセンブリ１１２の反対側における撓曲スプリングの配列体は、本質的に第１の群の撓曲スプリングの鏡像とされ得る。例えば撓曲スプリング対１０２および１０３は、衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の負荷要素４に取付けられる。残りの撓曲スプリング対は、接続要素２００を角度付き支持部材４００に接続する。
【００６１】
図５は、本発明の第１形態の更なる好適実施例を示している。この好適実施例において衝撃ヘッド１１２の両側は夫々、２個の接続要素２００を介して倒立“Ｕ”形状支持部材３０に間接的に接続される。この好適実施例において上記衝撃ヘッドは、負荷要素４、ロードセル５、衝突ヘッド２およびコア・ロッド８を含む。負荷要素４の両端部は、衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の両側に夫々配置された接続要素２００に対し、４対の撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４を介して夫々取付けられる。上記負荷要素に対する撓曲スプリング１０２および１０３の配列体は、図１および図２における配列体と同一である。各接続要素２００は、付加的な２対の撓曲スプリング１０１および１０４を介して倒立“Ｕ”形状支持部材３０に接続される。上記衝撃ヘッドに関する各対の撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４および接続要素２００の配置および整列は、撓曲スプリング１０１、１０２、１０３および１０４および接続要素２００が直線的変位の経路を中心に対称となっている。本質的に上記実施例における撓曲スプリングの配列体は、直接的に対置され又は相互に角度付けされた方式で、上記衝撃ヘッドの両側に存在する。
【００６２】
衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の負荷生成の間において、コア・ロッド８は上方に変位されることにより、撓曲スプリング１０２および１０３を速度制御ブロック９に向けて偏向させる。該速度制御ブロック９は、上記衝撃ヘッド・アセンブリに２つの方式で取付けられ得る。第１に速度制御ブロック９は摺動案内部材１１に沿って調節されてプランジャ３２に到達し得るか、また第２の場合においては、プランジャ３２が速度制御ブロック９に向けて上方に引張られる。いずれの手法においても速度制御ブロック９に対してプランジャ３２が到達すると同時に、引き続く解除におけるまでプランジャ３２を上記所定高さに固定すべく取付け手段１０が利用される。本実施例における上記接続要素の効果は、上述されたものと同一である。上記コア・ロッドが速度制御ブロック９に向けて十分に変位されるなら、ネジ・ブロック１７が圧縮スプリング１６の任意の予負荷を許容するなら、円筒状カラー１８は更に圧縮スプリング１６を圧縮することで衝撃ヘッド・アセンブリ１１２に付加的位置エネルギを提供すべく作用する。
【００６３】
図６は、衝撃ヘッド・アセンブリ１１２の両側が倒立“Ｕ”形状支持部材３０に直接的に接続された上記衝撃試験装置の第２形態の実施例の側面図である。図１から図５に示された先行実施例におけるのと同ように、衝撃ヘッド・アセンブリ１１２と、コア・ロッド８と、速度制御ブロック９の取付け／取外し手段との整列は、垂直的でありかつ同一直線上である。この好適実施例において負荷要素４は、一対の撓曲スプリング１０１を介して倒立“Ｕ”形状支持部材３０に対し直接的に取付けられる。各撓曲スプリング１０１は、衝撃ヘッド１１２が負荷を掛けられているときに各撓曲スプリング１０１の端部が負荷要素４内で摺動するように、非剛性的な摺動方式で負荷要素４に取付けられる。換言すると、例えば負荷要素４は小さい凹所を有して、該凹所内において上記撓曲スプリングの上記端部は摺動し得るべく配置される。
【００６４】
また、撓曲スプリング１０１は、一定度合の弾性歪みが存在するのを許容する材料としても良い。換言すると撓曲スプリング１０１は、横方向（幅方向）において弾性的であることに加え、長手方向（長さ方向）においても弾性的としても良い。
【００６５】
図７は、上記衝撃ヘッドの両側に取付けられた一端と倒立“Ｕ”形状支持部材３０に直接的に取付けられた他端とを各々が有する２対の撓曲スプリング１０１、１０２を有する図６の更なる実施例の側面図である。上述のように、負荷プロセスは図６において記述された実施例と同一である。図６の実施例を図７の実施例から区別する特徴は、負荷要素４を倒立“Ｕ”形状支持部材３０に接続する付加的な対の撓曲スプリング１０２の存在である。付加的な撓曲スプリング１０２は、第１対の撓曲スプリング１０１の方式と同ように平行に負荷要素４に取付けられる。
【００６６】
図８は、衝撃試験時における半田付け接合部に対する衝突ヘッド２の衝突を例示している。上記標本固定アセンブリは、基部固定ブロック１２ａおよび挟持要素１２ｂを含んでいる。試験用標本３は、ネジ１２ｃにより固定かつ固着され得る。衝突ヘッド２が図７に示された方向において直線的に移動するにつれ、同一方向において試験用標本３に対しては剪断力が及ぼされる。
【００６７】
図９Ａ乃至図９Ｃは、種々の破壊方式をシミュレートするための基板および衝突ヘッドの可能性のある配置および適合方式を示す図である。図９Ａは、更なる実施例において張力に委ねられたときに試験用標本３の強度を試験すべく、衝突ヘッド２がいかに適合され得るかを示している。図示実施例において衝突ヘッド２は、共通の対称線の回りにおいて外方に延在する２本のアームを含んでいる。示された試験用標本（半田ボール）３は、該標本が２枚の基板を接続し、自身上に頂部基板が固定された下側基板に対して衝突ヘッド２の両アームにより衝撃が方向付けられる。これにより試験用標本３は、破壊が起こる前に均一状態の張力を受ける。
【００６８】
図９Ｂは、張力試験がいかにして実施されるかの更なる好適実施例である。この特定実施例において、衝撃力は下側基板の一側に対して付与される。ゆえにこの実施例における（不図示の）衝突部材は、先行実施例におけるような２本のアームは必要でない。
【００６９】
図９Ｃは、本発明の衝撃試験装置を用いる撓曲試験の実施方式の一例である。この実施例において衝突ヘッド２は、頂部基板に対して力を付与する。同時に底部基板もまた、頂部基板に対する力の方向が、該底部基板に付与された２つの力の方向の中間を通るように、少なくとも２つの力を受ける。ゆえにこの結果、試験用標本３が固着される基板は撓曲される。上述の撓曲試験を実施する場合には、底部基板を衝撃すべく、図９Ａの実施例において使用された衝突ヘッドが使用される。
【００７０】
図１０は、図２に示された実施例を用いて衝撃試験に委ねられた種々のスズ系半田合金に対する時間対負荷を示している。各サンプルは、有機的表面保存（ＯＳＰ）仕上げを有する有機基板上に取付けられた４００μｍ直径の半田ボールから成る。上記マイクロ衝撃試験装置を用いて種々の試験サンプルに対し付与された剪断速度は、６００ｍｍ／ｓであった。図１０に示された結果は、サンプル（ａ）および（ｂ）はサンプル（ｃ）〜（ｅ）よりも延性が高いことを示している。
【００７１】
種々の実施例に関する上記記述は、例示および説明の目的で提供された。発明を網羅していること又は開示された正確な形態に発明を制限することは意図しておらず、開示された教示に鑑みれば自明である多くの改変および変更が可能である。発明の有効範囲は本明細書に添付された各請求項により定義されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】標本ホルダ、Ｃ形状支持部材および衝撃ヘッド・アセンブリを含む本発明に係るマイクロ衝撃試験装置の斜視図である。
【図２】衝撃ヘッドが接続要素によりＣ形状支持部材に間接的に接続されている図１の好適実施例の側面図である。
【図３】衝撃ヘッドが単一の撓曲スプリングにより接続要素に直接的に接続される図２の別の好適実施例の側面図である。
【図４】撓曲スプリングが衝撃ヘッドを角度付き支持部材に接続する衝撃試験装置の更なる実施例を示す図である。
【図５】１８０°離間した撓曲スプリングを介して衝撃ヘッドの両側が逆Ｕ形状支持部材に接続要素により対称的方式で間接的に接続される図４に示された装置の更なる好適実施例を示す図である。
【図６】衝撃ヘッドの両側に取付けられた一端と逆Ｕ形状支持部材に直接的に取付けられた他端とを各々が有する２個の撓曲スプリングを有する本発明の第２形態の実施例を示す図である。
【図７】代替的に２対のスプリングが逆Ｕ形状支持部材を衝撃ヘッドに直接的に接続することを除き、図６に示されたのと同様である本発明の第２形態を示す側面図である。
【図８】衝撃試験の間において衝撃ヘッドによる衝突に先立つ試験用標本（半田付け接合部）を示す図である。
【図９Ａ】種々の破壊方式をシミュレートするための基板および衝突ヘッドの可能性のある配置および適合方式を示す図である。
【図９Ｂ】種々の破壊方式をシミュレートするための基板および衝突ヘッドの可能性のある配置および適合方式を示す図である。
【図９Ｃ】種々の破壊方式をシミュレートするための基板および衝突ヘッドの可能性のある配置および適合方式を示す図である。
【図１０】本発明の装置を用いて衝撃試験を実施したときの種々のスズ系半田合金に対する時間対負荷のグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
２    衝突ヘッド
３    試験用標本
４    負荷要素
５    ロードセル
６    ＬＶＤＴセンサ
７    Ｃ形状支持部材
８    コア・ロッド
９    速度制御ブロック
１０    取付け機構
１１    摺動案内部材
１２−１３−１４−１５    標本ホルダ
１２    標本挟持デバイス
１２ａ    基部固定ブロック
１２ｂ    挟持要素
１２ｃ    ネジ
１３    取付けプレート
１４    載置台
１５    マイクロメータ
１６    圧縮スプリング
１７    ネジ・ブロック
１８    円筒状カラー
３０    倒立“Ｕ”形状支持部材
３２    プランジャ
１０１、１０２、１０３、１０４    撓曲スプリング
１１２    衝撃ヘッド
２００    接続要素
４００    角度付き支持部材
【図１】
2008539421.tif 000003
【図２】
2008539421.tif 000004
【図３】
2008539421.tif 000005
【図４】
2008539421.tif 000006
【図５】
2008539421.tif 000007
【図６】
2008539421.tif 000008
【図７】
2008539421.tif 000009
【図８】
2008539421.tif 000010
【図９Ａ】
2008539421.tif 000011
【図９Ｂ】
2008539421.tif 000012
【図９Ｃ】
2008539421.tif 000013
【図１０】
2008539421.tif 000014
【国際調査報告】
2008539421.tif 000015
2008539421.tif 000016
2008539421.tif 000017