一、PCB應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試背景：

跟隨這人類科技的發(fā)展，目前與人吃喝住行有關(guān)的電子產(chǎn)品，如個(gè)人計(jì)算機(jī)、PDA、手機(jī)、數(shù)位照相機(jī)、電子儀器、車輛衛(wèi)星導(dǎo)航器、新能源汽車驅(qū)動(dòng)零件等電路，無(wú)一不使用 PCBA 產(chǎn)品。電子產(chǎn)品功能多樣化、體積小型化及質(zhì)量輕量化之設(shè)計(jì)趨勢(shì)要求，PCBA上的小型零件增加，使用更多層 PCBA 也隨之增加，同時(shí)也增加了零件面積的使用密度。這些電子產(chǎn)品，在研發(fā)、制造、包裝、運(yùn)輸及使用者使用過(guò)程中，常有不良產(chǎn)品誕生，使得產(chǎn)品質(zhì)量下降，為了要提升產(chǎn)品質(zhì)量及更了解產(chǎn)品特性。所以對(duì)PCBA制作行業(yè)工藝受到了很大的考驗(yàn)。

成品PCBA

經(jīng)證實(shí)，運(yùn)用應(yīng)變測(cè)量來(lái)控制印刷版翹曲對(duì)電子工業(yè)是非常有利的，而且其做為一種甄別有損制造工藝的方法早已被行業(yè)認(rèn)可。然而，隨著互連密度的增加且變得更脆，翹曲導(dǎo)致?lián)p傷的可能性也在增大。當(dāng)下需要電路板代工廠和元器件供應(yīng)商都在客戶指定的應(yīng)變水平下進(jìn)行操作。

二、PCBA應(yīng)力測(cè)試目的

應(yīng)變測(cè)試可以對(duì)SMT封裝在PWB組裝、測(cè)試和操作中受到的應(yīng)變和應(yīng)變率水平進(jìn)行客觀分析。

常見(jiàn)的幾種機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致PCBA失效的方式

由于元器件焊點(diǎn)對(duì)應(yīng)變失效非常敏感，因此PWB在最惡劣條件下的應(yīng)變特性顯得至關(guān)重要。對(duì)所有表面處理方式的封裝基板，過(guò)大的應(yīng)變都會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)損傷。這些失效包括在印刷板制造和測(cè)試過(guò)程中的焊料球開(kāi)裂、線路損傷、焊盤起翹和基板開(kāi)裂。

本人建議：治具設(shè)備廠商、代加工廠以及企業(yè)內(nèi)部都能夠獨(dú)立的進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試。并對(duì)PCBA生成制程機(jī)械應(yīng)力提供量化和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估，把控失效率。

三、 那些PCBA制程需要應(yīng)力測(cè)試

應(yīng)力測(cè)試值為微應(yīng)變：也是用來(lái)表示應(yīng)變形變量的變化程度，單位用μm/m、με和ue等方法表示。
微應(yīng)變常見(jiàn)于PCBA制程中，常見(jiàn)會(huì)帶來(lái)機(jī)械應(yīng)力的制程有：SMT貼片機(jī)制程、DIP插件制程（手動(dòng)和自動(dòng)）、分板制程（手掰板、V-cut、走刀式和銑刀分板）、PCBA功能測(cè)試制程（ICT和FCT）、打螺絲裝配制程、可靠性震動(dòng)和跌落測(cè)試等等。在這些生成制程中的微應(yīng)變過(guò)大會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品失效不良。

運(yùn)用電阻式應(yīng)變片阻值的變化來(lái)量化PCBA制程帶來(lái)的應(yīng)變。
參照和結(jié)合IPC/JEDEC-9702(是一個(gè)應(yīng)變識(shí)別指引）和IPC/JEDEC-9704（主要集中于印刷線路板的應(yīng)變測(cè)試）標(biāo)準(zhǔn)，深圳品科技自主研發(fā)的TSK系列PCB應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)。

四、 PCBA應(yīng)力測(cè)試的方法和步驟

在以上列表中，分板、ICT 、BFT、DIP和打螺絲裝配等，都是典型的最大應(yīng)變/應(yīng)變率的操作，但是其他流程的應(yīng)力同樣會(huì)對(duì)PCB 板有潛在的危害，所以最好對(duì)盡量多的流程進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試。對(duì)需要進(jìn)行應(yīng)力識(shí)別的流程。

你可以按以下的四個(gè)步驟執(zhí)行 PCB 板的應(yīng)變測(cè)試：
1.選擇應(yīng)變片。
2.準(zhǔn)備要測(cè)試的 PCB 板和粘貼應(yīng)變片。
3.測(cè)出應(yīng)變。
4.分析記錄數(shù)據(jù)。

三軸應(yīng)變片（0°、45°、90°）

五、 測(cè)試數(shù)據(jù)分析

夾具壓接現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)

正如上圖所示：

根據(jù)采集的原始的應(yīng)變數(shù)據(jù)，你可以開(kāi)始 PCB 板應(yīng)變測(cè)試的最后一步了。分析這些數(shù)據(jù)并計(jì)算在測(cè)試期間板子所受的有關(guān)應(yīng)力（最大應(yīng)力和最小應(yīng)力）。你可以通過(guò)測(cè)試軟件在測(cè)試期間在線完成這些分析，或者在測(cè)試完畢后一鍵轉(zhuǎn)化成結(jié)合IPC標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)告（EXCEL格式）。記錄了全部數(shù)據(jù)方便進(jìn)行離線分析。分析的方向是，測(cè)試結(jié)果可以計(jì)算出應(yīng)變片軸向應(yīng)變的峰值（最大值和最小值）和值產(chǎn)生時(shí)間，在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)行核算，計(jì)算對(duì)應(yīng)的應(yīng)變率和最大（最小）主應(yīng)變等值，可以根據(jù)你所設(shè)置的極限標(biāo)準(zhǔn)（±500ue）來(lái)判斷測(cè)試是“pass”還是“fail”。結(jié)合 IPC-9704 標(biāo)準(zhǔn)上指出的被測(cè)板的厚度允許的最大應(yīng)變值，進(jìn)行分析。

審核編輯 黃宇