分析PCB板的生产测试流程中的应力问题
- 格式:docx
- 大小:231.13 KB
- 文档页数:9
pcb应力测试标准PCB应力测试标准。
PCB(Printed Circuit Board)是电子产品中不可或缺的一部分,其质量直接关系到整个产品的稳定性和可靠性。
而在PCB的生产过程中,应力测试是非常重要的一环,它可以帮助我们评估PCB在使用过程中可能面临的应力情况,从而及时发现潜在的问题并加以解决,保证产品的质量。
本文将介绍PCB应力测试的标准及相关内容。
首先,PCB应力测试的标准主要包括以下几个方面,热应力测试、湿热应力测试、机械应力测试和环境应力测试。
其中,热应力测试是通过将PCB置于高温环境下,观察其性能变化情况来评估其耐热性能;湿热应力测试则是将PCB置于高温高湿环境下,观察其性能变化情况来评估其耐湿性能;机械应力测试主要是通过施加机械载荷,如弯曲、拉伸等,来评估PCB的机械强度;而环境应力测试则是将PCB置于模拟实际使用环境的条件下,观察其性能变化情况。
这些测试项目可以全面评估PCB在不同应力下的性能表现,为产品设计和生产提供重要参考。
其次,对于PCB应力测试的具体内容,我们需要注意以下几点。
首先是测试条件的确定,包括温度、湿度、载荷等参数的设定,需要符合实际使用环境的要求。
其次是测试方法的选择,不同的测试项目需要选择不同的测试方法,如热应力测试可以采用恒温恒湿箱或热冲击试验机,机械应力测试可以采用拉力试验机或弯曲试验机等。
再次是测试数据的采集和分析,需要对测试过程中得到的数据进行准确记录和分析,以便后续评估和改进。
最后是测试报告的编制,需要将测试结果整理成报告,清晰地反映PCB在应力测试中的表现,为产品质量的改进提供依据。
除此之外,我们还需要关注PCB应力测试过程中可能遇到的一些常见问题。
比如,测试条件的选择可能不够准确,导致测试结果与实际使用环境存在差异;测试方法的选择可能不够合理,导致测试结果不够准确;测试数据的采集和分析可能存在误差,影响评估的准确性;测试报告的编制可能不够清晰,影响后续的改进工作。
pcb应力应变PCB(Printed Circuit Board)是电子产品中常用的一种基板,它具有良好的导电性能和机械强度,用于连接各种电子元件。
在PCB 的设计和制造过程中,应力应变是一个重要的考虑因素。
PCB在使用过程中会受到各种应力的作用,例如温度变化、机械载荷等。
这些应力会导致PCB产生应变,进而影响其性能和可靠性。
因此,了解和控制PCB的应力应变是确保电子产品正常工作的关键。
温度变化是导致PCB应力应变的主要原因之一。
当PCB暴露在高温环境中时,它会膨胀,而在低温环境中则会收缩。
这种热胀冷缩现象会使PCB产生应力应变,可能导致PCB破裂、焊点断裂等问题。
因此,在PCB设计和制造过程中,需要合理选择材料,并进行热分析和优化设计,以降低温度变化对PCB的影响。
机械载荷也是PCB应力应变的重要来源。
在电子产品的使用过程中,PCB可能会受到振动、冲击和压力等机械载荷的作用。
这些载荷会使PCB产生应力,从而导致PCB上的元件脱落、焊点断裂等问题。
为了减少机械载荷对PCB的影响,可以采取以下措施:增加PCB的机械强度、合理设计PCB的布局和结构、选择合适的固定装置等。
PCB的加工过程中也会产生应力应变。
例如,焊接过程中的温度变化和机械应力会使PCB产生应变。
为了减少这种应变对PCB的影响,可以采取以下措施:控制焊接温度和时间、选择合适的焊接工艺、合理设计PCB的布局等。
在PCB设计和制造过程中,需要进行应力应变的分析和评估。
可以使用有限元分析等数值模拟方法,对PCB的应力应变进行预测和优化。
同时,还可以进行实验测试,验证数值模拟结果的准确性和可靠性。
通过这些分析和评估,可以及时发现和解决PCB的应力应变问题,提高PCB的性能和可靠性。
PCB的应力应变是影响其性能和可靠性的重要因素。
在PCB的设计和制造过程中,需要合理选择材料、优化设计、控制加工过程等,以减少应力应变对PCB的影响。
通过这些措施,可以提高电子产品的质量和可靠性,满足用户的需求。
pcb热应力测试方法PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是一种将电子元器件连接起来并提供电气连接的基础设备。
在PCB的制造和使用过程中,温度变化会导致PCB板材上的铜箔和玻璃纤维增强材料的热膨胀系数不同,从而引起PCB板出现热应力问题。
热应力会导致PCB板变形、断裂,严重时还会影响电路性能和可靠性。
因此,进行PCB热应力测试非常重要。
本文将介绍两种常见的PCB热应力测试方法。
一、重力拉伸测试法重力拉伸测试法是一种常用的PCB热应力测试方法,其主要原理是利用热膨胀现象来测量PCB板的热应力。
1. 实验原理:PCB在热应力作用下会发生热膨胀,而热膨胀系数不同的材料之间会引起应力。
由于PCB板材大部分由铜箔和玻璃纤维增强材料组成,所以测量铜箔和玻璃纤维增强材料的热膨胀系数即可了解PCB板的热应力。
2. 实验步骤:(1)制备试样:根据实际需求,选择合适尺寸的PCB板,将其切割成相应的试样。
(2)定量测量:使用热膨胀仪或光学测量仪器,测量不同温度下铜箔和玻璃纤维增强材料的膨胀量。
(3)计算热应力:根据测量结果和材料的热膨胀系数,计算得到PCB板的热应力。
3. 实验注意事项:(1)选择合适的测量仪器:根据实际需要,选择合适的热膨胀仪或光学测量仪器,确保测量的准确性和可靠性。
(2)控制实验条件:在进行实验前,需要准备好实验环境,包括温度控制设备等,以保证实验的稳定性和重复性。
(3)重复实验:为了保证实验结果的可靠性,建议重复多次实验,取平均值作为最终结果。
二、有限元分析法有限元分析法是一种常用的工程数值分析方法,可以用来模拟和分析PCB板在热应力下的变形情况。
1. 实验原理:有限元分析法基于力学和数学原理,通过网格划分和数值算法来近似求解连续介质的应力和位移场。
对PCB板进行有限元分析,可以得到其在热应力下的变形情况,并进一步评估其力学性能和可靠性。
2. 实验步骤:(1)建立模型:使用相应的有限元建模软件,建立PCB板的有限元模型。
pcb应力测试方法及标准
PCB应力测试分为力学应力测试和热应力测试。
力学应力测试:运用足够的拉力和插脚弯曲力测试PCB电路板材料的强度和弹性,并检测电性能指标,以判断材料和工艺是否适用于作业要求。
力学应力测试标准:
a.IEC60272-1标准《ISOBUTYU力学接触引线做应力的连接》;
b.IEC60605-1标准《钢和其他金属材料板材试验》;
c.IEC60738标准《金属化和表面装饰的电子元件的力学和电性能的测定》;
d.IEC61345标准《电子产品的测试和测试程序》;
e.UL94V-O标准《可燃性热塑性塑料》;
-STD-883E标准《板材试验》。
热应力测试:要满足PCB和元器件在输入、输出、消费、热循环过程中热稳定
性和可靠性考核要求,通过将板材经历热端变化,测试电路板、电性能和结构指标,以及通过检查工艺条件和电子元件自身的受热情况,改善应热性能。
热应力测试标准:
-STD-202G标准《热性能试验》;
b.IEC 60068-2-1标准《环境试验—部分2-1:试验方法—热冲击》;
c.IEC 60068-2-2标准《环境试验—部分2-2: 试验方法—高温稳定测试》;
d.IEC 60068-2-14标准《环境试验部分2-14:试验方法—低温计划测验》;
e.IEC60068-2-18标准《环境试验—部分2-18:试验方法—循环加热法》;
f.IEC60749-13标准《复杂环境测试——热脉冲》;
g.JESD 22-A104-B标准《晶圆级静态功耗测试》;
h.JESD22-A101标准《功耗测试方法》;
i.IEC60068-2-67标准《测试方法—热冲击》。
PCB应力测试方法及标准PCB(Printed Circuit Board)是电子产品中不可或缺的一部分,它承载着电子元器件并提供电气连接。
在实际应用中,PCB往往需要承受各种环境应力,如温度变化、湿度、机械振动等。
因此,对PCB进行应力测试是非常重要的,它可以帮助我们评估PCB的可靠性和稳定性,从而确保产品在各种恶劣环境下的正常工作。
本文将介绍PCB应力测试的方法和标准。
首先,我们需要了解PCB应力测试的主要内容。
PCB应力测试通常包括温度应力测试、湿度应力测试和机械振动测试。
温度应力测试是通过将PCB置于不同温度下,观察其性能变化来评估其耐高低温能力。
湿度应力测试则是通过将PCB 置于高湿度环境下,观察其性能变化来评估其耐潮湿能力。
机械振动测试则是通过施加不同频率和幅度的机械振动,观察PCB的性能变化来评估其抗振能力。
接下来,我们将介绍PCB应力测试的具体方法。
在进行温度应力测试时,可以使用恒温恒湿试验箱或热冷冲击试验箱,将PCB置于其中,分别进行高温、低温和温度循环测试。
在进行湿度应力测试时,可以使用恒温恒湿试验箱,将PCB 置于其中,进行高湿度和湿热循环测试。
而在进行机械振动测试时,可以使用振动台或振动试验系统,施加不同频率和幅度的振动,观察PCB的性能变化。
除了了解PCB应力测试的主要内容和具体方法,了解相关的测试标准也是非常重要的。
目前,国际上通用的PCB应力测试标准包括IPC-9592A、IPC-9701A和IPC-9704。
这些标准详细规定了PCB应力测试的具体要求、测试方法和评估标准,对于进行PCB应力测试的实验室和企业具有指导意义。
总的来说,PCB应力测试是确保PCB可靠性和稳定性的重要手段,通过温度应力测试、湿度应力测试和机械振动测试,可以评估PCB在各种恶劣环境下的性能表现。
同时,了解相关的测试方法和标准也是非常重要的,它可以帮助我们进行规范的测试和评估。
希望本文对PCB应力测试有所帮助,谢谢阅读。
pcb 器件分布不均匀应力-回复pcb 器件分布不均匀引发的应力问题一直是电子设计中的一个重要课题。
在设计PCB 电路板时,器件分布的不均匀性会导致电路板产生应力,进而影响电路性能和寿命。
本文将从对器件分布不均匀的介绍开始,然后探讨该问题引发的应力机制,最后提出一些应对措施。
器件分布的不均匀性指的是在PCB 电路板上,各个器件之间的分布位置和密度不一致。
这种不均匀性可能是由于设计人员考虑不周或者工艺安排不佳导致的。
不均匀的分布会造成PCB 电路板在运行时产生应力集中的现象。
这些应力集中会对电路板的性能造成影响,例如导致器件焊接处脆化、器件失效或电路板变形等问题。
应力机制是指器件分布不均匀引发应力的具体原因和作用方式。
首先,不均匀的器件分布会导致PCB 电路板上的铜箔层和钻孔层之间产生不对称的热膨胀。
由于铜箔的热膨胀系数远远大于钻孔层材料的热膨胀系数,当PCB 在高温环境中运行时,铜箔层的热膨胀会向周围钻孔施加较大的压力,从而产生应力。
其次,不均匀的器件分布还可能导致PCB 电路板上的敷排线长度和宽度不一致,从而引起热应力的不对称分布。
应对器件分布不均匀引发的应力问题,我们可以采取以下几个方法。
首先,合理规划器件的布局,尽量将重要的器件均匀分布在PCB 电路板上,避免集中放置在一处。
这样可以减少器件间的热膨胀差异,降低应力的集中程度。
其次,根据电路板的特点和器件的分布情况,选择合适的加固措施。
例如,在器件集中位置加装加固小焊盘,以提高电路板整体的强度和刚度。
第三,合理规划敷排线的布局,尽量减少线长和线宽的波动。
这可以通过优化布线方案、增加地线和供电线的宽度等方式实现。
最后,选择合适的PCB 材料和工艺,提高电路板的热稳定性和耐久性。
例如,选择热膨胀系数较小的材料,或者采用高温处理工艺来减少应力的产生。
在PCB 设计中,器件分布不均匀引发的应力问题是需要重视和解决的。
通过合理规划器件布局、加固措施和布线方式等方法,可以有效降低应力集中现象的发生,提高电路板的可靠性和稳定性。
PCB分板应力测试流程PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)在生产过程中,经常需要进行分板操作,即将整块PCB切割成多个独立的电路板。
由于分板操作容易导致应力集中,从而影响电路板的可靠性,因此需要进行PCB分板应力测试。
下面是一份PCB分板应力测试的详细流程。
一、分析PCB设计在进行PCB分板应力测试之前,首先需要对PCB设计进行分析。
主要包括以下几个方面:1.材料选择:根据PCB设计,确定PCB的材料,包括基材、覆铜箔等。
不同的材料具有不同的物理和机械特性,对分板应力测试结果有很大的影响。
2.层次分析:分析PCB的不同层次,确定是否需要进行分板应力测试。
一般情况下,当PCB的层数较多或布线较密集时,需要进行分板应力测试。
3.分析电路布局:根据电路布局,确定分板的位置和方式。
尽量选择电路布局简单、连接线较短的位置分板,以减少应力集中的可能性。
二、准备测试设备和试样1.测试设备:准备分板应力测试所需的设备,包括机械分板机、显微镜、拉力测试机等。
根据测试需求,选择合适的设备进行测试。
2.制作试样:根据PCB设计,制作测试所需的试样。
试样的制备过程需要满足一定的要求,如保证试样的几何形状、表面平整度等。
三、进行分板应力测试1.调整分板机参数:根据试样的尺寸和要求,调整分板机参数。
包括分板速度、分板刀的刀厚、分板刀的角度等。
2.进行分板操作:将试样放置在分板机上,并通过控制分板机的运动,实现试样的分板。
过程中需要注意控制分板速度,避免造成无法修复的损伤。
3.观察分板质量:使用显微镜观察分板后的试样质量。
主要包括是否出现裂纹、剥离现象等。
如发现问题,记录并及时修复。
四、进行拉力测试1.准备测试设备:将分板后的试样放置在拉力测试机上。
根据试样的要求,调整拉力测试机的参数。
2.进行拉力测试:通过控制拉力测试机的运动,进行拉力测试。
需要根据试样的要求,设置合适的拉力曲线。
3.记录测试结果:在测试过程中,实时记录试样的拉伸力和变形情况。
pcb应力应变PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是电子产品中常见的一种基础组件,它由电路板和上面的电子元件组成。
在PCB的设计和制造过程中,应力和应变是一个重要的考虑因素。
本文将围绕着PCB的应力应变问题展开讨论。
PCB在使用过程中会受到各种外部力的作用,例如机械振动、温度变化以及电流载荷等。
这些外部力会引起PCB的变形和应力集中,进而导致PCB的性能下降甚至故障。
因此,了解和控制PCB中的应力应变是确保其可靠性和稳定性的关键。
我们来看看PCB中的应力来源。
机械振动是PCB最常见的应力来源之一。
当PCB安装到移动设备中时,设备的震动会传导到PCB上,引起PCB的应力集中。
此外,温度变化也是PCB应力的重要来源。
由于PCB的热膨胀系数与其他材料(例如焊接材料和电子元件)不同,当温度发生变化时,PCB会产生应力应变。
此外,当PCB上有电流通过时,电流载荷也会引起PCB的应力应变。
PCB中的应力应变会对其性能产生一系列的影响。
首先,应力应变会导致PCB的变形。
当PCB受到应力作用时,它会发生形变,这会影响电子元件的连接和布局。
其次,应力应变会导致PCB上的导线断裂或焊点开裂。
应力集中会引起焊接点和导线的疲劳破坏,从而导致电路中断或短路。
此外,应力应变还会影响电子元件的性能和可靠性。
例如,一些敏感的电子元件对应力非常敏感,当受到应力作用时,它们的性能可能会降低或损坏。
为了解决PCB中的应力应变问题,我们可以采取一系列的措施。
首先,合理设计PCB的布局和结构是非常重要的。
在设计过程中,应该尽量减少应力集中的区域,避免在PCB上过分密集的布局电子元件。
其次,选择合适的材料也是至关重要的。
不同的材料具有不同的热膨胀系数和弹性模量,选择与其他组件相匹配的材料可以减少应力应变的产生。
另外,制造过程中的温度和湿度控制也是关键。
过高或过低的温度都会导致PCB的应力应变增加,因此制造过程中的温度控制非常重要。
pcb翘曲度应力PCB翘曲度是指电路板在放置或使用过程中,由于各种因素导致板子发生弯曲或翘起的现象。
翘曲度的大小会影响电子产品的性能和寿命,因此对其进行合理控制非常重要。
应力是导致PCB翘曲度的一个重要因素。
在PCB制造和使用过程中,应力来源于以下几个方面:1. 材料收缩:PCB材料在制造过程中,由于温度变化、湿度和化学反应等因素,会发生收缩现象。
这种收缩在不同方向上可能不一致,导致板子翘曲。
2. 线路层厚度差异:在PCB制造过程中,不同线路层的厚度可能存在差异。
当冷却时,厚度较大的线路层会释放更多的热量,导致翘曲。
3. 设计和布局:PCB的设计和布局对其翘曲度也有影响。
不合理的布局和过渡区域可能导致应力集中,从而引发翘曲。
4. 焊接和组装:在电子元器件的焊接和组装过程中,温度和应力的变化也可能导致PCB翘曲。
5. 外部环境:如温度、湿度和机械压力等外部因素也可能影响PCB 的翘曲度。
为了降低PCB翘曲度,可以采取以下措施:1. 优化设计和布局:合理规划线路板的大小、形状和过渡区域,避免应力集中。
2. 控制材料收缩:通过合理的选择和使用材料,减小材料收缩对翘曲度的影响。
3. 改进制造工艺:采用先进的制造工艺和设备,提高生产效率和产品质量。
4. 严格质量检测:对生产出的PCB进行严格的质量检测,及时发现和排除翘曲度超标的板子。
5. 合理包装和存储:在运输、存储和使用过程中,确保PCB受到合适的保护和避免不必要的应力。
总之,控制PCB翘曲度是确保电子产品性能和寿命的关键。
通过了解翘曲度的成因和采取相应的预防措施,可以有效降低翘曲度,提高PCB的质量和可靠性。
分析PCB板的生产测试流程中的应力问题背景PCB板在生产测试流程中,会受到不同程度的应力影响。
近年电子工业由于大量使用无铅焊料代替传统的锡铅焊料,以至于压力引起的焊接问题被大大激发了。
本方案详细叙述了章和电气软硬件方案,根据IPC/JEDEC-9704标准对生产测试流程进行完整的应力分析。
回顾压力引起的焊接失败是其中一种常见的导致PCB装配不通过的原因。
现在,因为无铅焊接材料的引入,在相同的拉伸和压力强度之下,相对于传统锡铅焊接来说,焊接节点加倍脆弱,以致压力引起的焊接失败问题被更深层次地激发了。
多种装配和测试流程也会因为形变过大导致PCBA的焊接失败,这种情况甚至是在出货之前也有可能发生。
这份文档解释了怎样使用IPC/JEDEC-9704标准和章和电气的软硬件去测试应变和识别有问题的设计和流程。
问题陈述PCB板或者基于PCB板的产品已经被工程师们用了数十年了,那是为什么压力引起的焊接失败成了日益重要的议题呢?为了回答这个问题,专家们已经调查最近几年间电子工业中最大地影响到PCB板安全应力范围主要的趋势。
两种主要的趋势是:•无铅焊料在更大范围上取代了传统的锡铅焊料•紧凑的BGA(球形矩阵排列)方式更多地被使用。
造成以上趋势和这种趋势的利益相关性是很明显的。
2006年7月,欧盟的有害物质限制(RoHS)指引产生了很大的影响。
这个指引限制了6种包括了制造业中多种类型电子电气设备都会用到的铅在内的有害物质。
不利的是,绝大多数无铅焊料更脆弱,在装配或测试过程中受力的时候,无铅焊料比起传统锡铅焊料会更容易引起开裂。
同时,BGA元件有很多优胜于SMP(表面贴装)封装的优势,包括更高密度的引脚,更低热阻所带来的更好的导热与防过热性能,还有封装与PCB板间的距离更短——所以阻抗更,更优越的电气特性。
不过,BGA元件也有一些缺点,包括昂贵的检查费用、对热膨胀反应的降低,还有,相对于使用更长导线的表面贴片元件,BGA元件会导致更大的弯曲与振动。
BGA元件不能有效地分散压力,而更容易使焊接节点开裂。
上述的两种趋势中无论哪一种都会降低直接作用于PCB板的最大机械应力值的阈值。
当两种趋势一起起作用的时候,它们会在极大程度上增大焊接节点开裂的可能性,特别是当超过了最大允许应力值,同样,也使得强制标定板子和板子周围的夹具的最大应力水平成为需要。
装配和测试流程,例如ICT(电路在线测试)、切板、关系到把板子固定在夹具的某个地方并进行某项任务的FVT(最终校核测试)。
如果这些夹具没有设计得很好,就很可能对PCB板产生过大的应力。
有时,甚至设计的很好的夹具也会因为时间过长在PCB板的内部产生很大的应力。
为了提前避免失误和发现问题,你可以对PCB板做应变测试,识别某些潜在的易于产生高压力的流程的最大应力,确定应力处于允许范围内。
如果测量得到的应力值超过了板子的允许应力水平的最大值,你可以重新制造或者设计夹具,或者按要求改变流程,使得应力值回到允许范围之内。
IPC/JEDEC-9704 指引标准识别有缺陷的装配与测试流程,并且提供了系统的执行PCB应变测试的步骤。
IPC(最初是美国印刷电路学会Institute for Printed Circuits建立的,现在被称作IPC:美国电子电路与电子互连行业协会Association Connecting Electronics Industries)是一个全球贸易协会,具有优秀竞争力、成功的金融,拥有2,600个成员的公司,代表电子互相连接工业的各方面,包括设计、PCB板的制造和电子的装配。
IPC和电子工程设计发展联合会议(Joint Electron Device Engineering Council)在2004与2005年发布了两项指引文件,这些文件都是关于PCB板的机械应力的。
IPC/JEDEC-9702是一个应变识别指引,而IPC/JEDEC-9704主要致力于印刷线路板的应变测试。
章和电气联合全球最大代工厂,根据几年的现场测试经验,在软件StrainMaster中加入了IPC-9704 模块,可以直接根据9704标准生成应力的测试结果。
PCB板应变测试典型制造的流程使用应变测试,你可以定量地评估和识别出潜在大应力引起的、有害的流程,但是你需要在执行这些流程前识别出它是否有害。
根据IPC/JEDEC-9704标准文件,典型制造的流程被分为:SMT(表面贴装技术)装配流程•切板(直线切割和弧线切割)流程•所有的人工操作流程•所有重做与润饰流程•连线安装•部件安装板子测试流程•电路板在线测试(ICT)•电路板功能测试(BFT)或者其他类似的功能测试机械安装•散热片装配•板子支架装配•系统电路板组装或系统装配•外围部件互连(PCI)或子卡安装运输环境应变测试步骤在以上列表中,ICT和BFT都是典型的最大应变/应变率的操作,但是其他流程的应力同样会对PCB板有潜在的危害,所以你最好对尽量多的流程进行应变测试。
只要你有需要进行应力识别的流程,你可以按以下的四个步骤执行PCB板的应变测试。
1、选取应变片2、准备要测试的PCB板和粘贴应变片3、测出应变4、分析记录数据步骤一:选取应变片应变片是一种可以按应变的大小线性变化电阻值的设备。
IPC/JEDEC-9704标准指引文件推荐为PCB板进行应变测试时使用三向扇形摆放的应变片。
一组扇形(rosette)的应变片是由三片独立的应变片互相重叠摆放组成的。
不像单向的应变片只能测一个方向的应变,一组扇形应变片可以测量一个表面的所有状态。
换句话说,你不仅测量两边的应变和,也能在给定的-坐标系中测量剪应变(或称切应变)。
假设、轴是给定的,你可以分别把两片应变片固定在、方向,测量这两个方向上的相关的伸缩应变。
但是,不能直接测到切应变,也不可能直接测到主应变(Principal strain),因为主要方向一般是不知道的。
解决这个问题的关键在于识别出某点的(在表面)应变的二维状态,这种状态被定义为三个独立的你可以得到的量(a)、与(b)、与,其中(a)指的是与xy轴有关的应变部件,(b)指的是主应变和它们的方向。
这两种情况都能完整地定义表面二维应变的状态,而且可以用于计算关于任何其他同等系统的应变。
这些条件都意味着如果你可以知道表面同一点三个独立的应变值,你应该可以测定这三个独立量。
最显然的方法就是扇形放置三片应变片,每片应变片都放在不同的方向,而且它们要尽量紧靠在一起来确定它们同时测量一点的值。
如果你知道三个应变值和应变片的方向,你就可以得到住应变和它们的方向,或者等价地描述,得到在指定xy坐标系中应变的状态。
要知道以上两者的关系需要一个应变计算方程,而且摩尔圆图提供了一个很好的流程的可视方式。
根据IPC/JEDEC-9704标准,推荐的应变片的详细说明如下:•三向直角扇形排列应变片• 1.0至2.0的应变片传感器大小•120或350的应变片•应变片连出来的导线在应变片的一边章和电气提供三向的扇形应变片,例如防水三轴箔型应变片或者通用型直角扇形应变片。
图1、三向扇形应变片步骤二:准备要测试的PCB板和粘贴应变片SMT的回流焊之前PCB板的机械应变很有限,而且更重要的是,因为焊点是在回流焊加工后成形的,所以应变特性在SMT回流焊后的装配和测试操作中是很重要的。
一般来说,至少两块被测板子要被安装检测。
检测的目的不是要知道它电气性能,而是必须知道最新设计的机械性能上的表现。
数据可以表征到与应力有关的、发上在BGA部件的失误。
IPC/JEDEC-9704标准推荐你对任何大于等于27mmx27mm的封装体进行测量。
比如,你应该区分带状BGA、倒装晶片BGA、增强型BGA、陶制BGA 与低绝缘BGA部件,并迎合标准的推荐。
PCB板的准备包括选择应变片粘贴的位置。
如果在板子上没有足够的空间粘贴应变片,就不得不清除已经在板子上固定好的部件以腾出空间。
准备板子是测量流程中至关重要的一步。
恰当地准备好板子有助于恰当地粘贴应变片,改善读数的精确性。
也应该按照应变片说明书和粘合剂供应商的指示配置应变片的附件。
注意应变片所需的特定的粘合剂,应变片供应商一般会提供这些信息。
你也能在IPC/JEDEC-9704标准文件中找到更多的关于板子准备、应变附件、导线接法的详细说明。
带有应变片的在ICT夹具中的待测板卡步骤三:测量应变在准备好板子和粘贴好应变片后,PCB板应变测试的第三步是把传感器连接到数据采集仪器上,并且运行测试程序StrainMaster。
测试时间的长短可变,一般可以运行5到10秒并记录数据。
StrainMaster主界面IPC/JEDEC-9704推荐测试在运行时关注以下几个参数:•扫描频率(采样率)•采样分辨率和增益设置•通道数目•激励电压扫描频率扫描频率,或称采样率,是每秒在样品数目单位下采样得到数据的频率(Hz)。
对于PCB板应变测试,推荐最低扫描频率为500Hz,而一般的扫描频率的范围是从500Hz到2kHz。
这样的采样率保证能捕捉到任何高频率的动态变化。
例如,观察图3显示的两种不同频率下的测量效果。
当采样频率是另一个的4倍的时候,图3(b)显示出了一个没有被低采样率捕捉到的电压尖峰。
图4(a)与(b):两种不同采样率的例子采样分辨率采样分辨率指的是在数据采集硬件中模拟-数字转换器(ADC)的转换位数。
分辨率越高,输入信号改变得越小,它就能被检测到,而且被更精确地测量。
对于PCB板应变测试,推荐最低的采样分辨率为12到16位。
ADC也有增益设置(信号被放大的因素),而且设置适当的增益值保证最大限度地利用数据采集硬件中分辨率的位数。
通道数目可用的监控通道数目限制了一遍测量的数目。
至少12个测量通道才可以满足测量一个BGA芯片的四个角的扇形应变片组的需要。
或者至少三个通道才能测量一块扇形应变片组。
而当没有足够的通道时,你可以测量多遍。
但是你必须在相同的加载过程中监控在任何扇形应变片组中的三片应变片,避免分析时的任何应变计算有误。
桥接完成与激励电压在一块扇形应变片组中的每一片应变片采用的是四分之一桥接法,需要桥路完成和激励电压——两者都由数据采集仪器提供——功能。
对于四分之一桥接法应变片传感器,桥路完成包括提供惠斯通电桥四臂中的三臂,其中应变片充当第四臂。
惠斯通电桥因为PCB材料的导热率低,应变片会因为电流通过而很容易升温。
而使用三线的接法与四分之一电桥可以减少这种影响,你应该考虑信噪比(SNR)来平衡激励电压。
如果当板子空闲时,应变值也很明显在漂,就要减低电压,直到这种影响不明显或者信噪比变得可接受为止。
一般来说,2V的激励水平应该满足要求了。
这一系列的参数设计,都可以在StrainMaster 软件中进行设定设定应变片步骤四:分析记录数据只要你采集了原始的应变数据,你可以开始PCB板应变测试的最后一步了——分析这些数据并计算在测试期间板子所受的有关应力(最大应力和最小应力)。