PCB 板应变测试

### PCB板应变测试知识点详解 #### 一、PCB板应变测试概述 PCB板应变测试是一项重要的质量控制手段，旨在检测PCB板在各种制造工艺过程中的应力变化，确保产品在后续使用过程中不会因应力过大而损坏。通过对应变的精确测量，可以有效地识别出潜在的问题流程，并对其进行优化或改进。 #### 二、典型制造流程及应变测试的重要性 根据IPC/JEDEC-9704标准文件，PCB板的典型制造流程大致可以分为以下几个阶段： 1. **SMT（表面贴装技术）装配流程**：包括元件的贴装、焊接等。 2. **切板流程**：采用直线切割或弧线切割等方式对PCB板进行裁剪。 3. **人工操作流程**：如检查、调试等手工操作。 4. **重做与润饰流程**：如对不合格品进行返修等。 5. **连线安装**：包括各类连接器的安装。 6. **部件安装**：涉及芯片、电容等电子元件的安装。 7. **板子测试流程**：主要包括电路板在线测试（ICT）、电路板功能测试（BFT）等。 8. **机械安装**：如散热片装配、板子支架装配等。 在这些流程中，ICT和BFT被认为是造成PCB板最大应变/应变率的操作，但其他流程也可能会对PCB板产生潜在危害，因此进行全面的应变测试是非常必要的。 #### 三、应变测试步骤 对于需要进行应力识别的流程，可以按照以下四个步骤来进行PCB板的应变测试： 1. **选取应变片**：选择合适的应变片是进行应变测试的基础。IPC/JEDEC-9704标准文件推荐使用三向扇形摆放的应变片。一组扇形应变片由三片独立的应变片组成，能够全面测量一个表面上的应变状态。 - **应变片规格**：推荐使用1.0至2.0mm²的应变片传感器，阻值可以选择120或350Ω。常见的供应商如章和电气提供的防水三轴箔型应变片或通用型直角扇形应变片。 2. **准备PCB板和粘贴应变片**：将选好的应变片粘贴在待测试的PCB板上，注意确保应变片紧密贴合于板面，避免因安装不当导致的测量误差。 3. **测出应变**：使用专用的测试仪器对接好导线的应变片施加相应的外力，从而测得应变数据。 4. **分析记录数据**：对测得的数据进行分析，评估各工艺流程对PCB板产生的应变及其影响，以此来判断哪些环节需要改进或优化。 #### 四、扇形应变片的原理与应用 扇形应变片可以测量一个表面上的所有应变状态，包括两个方向上的伸缩应变(ex, ey)以及剪应变(gxy)。通过扇形应变片的测量结果，可以进一步计算出主应变(e1, e2)及其方向，这对于理解PCB板在不同加工流程下的受力情况至关重要。 - **主应变计算**：利用扇形应变片测量的数据，结合特定的计算公式，可以得出主应变及其方向。这一过程有助于更深入地理解PCB板在加工过程中的应力分布情况，从而为改善工艺流程提供依据。 - **摩尔圆图**：摩尔圆图是一种图形化表示材料应力状态的方法，可以帮助直观地理解和分析应变测试结果。通过对扇形应变片数据的应用，可以绘制出摩尔圆图，进一步分析PCB板在特定工艺下的应力变化情况。 #### 五、总结 PCB板应变测试是一项重要的硬件设计和制造环节，通过对关键制造流程中的应变进行测量和分析，可以有效提高产品的可靠性和耐用性。通过遵循IPC/JEDEC-9704标准文件的指导，合理选择和使用扇形应变片，可以准确地评估PCB板在各种加工流程中的应变情况，从而实现对生产工艺的持续优化。