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应变测试在电子厂的应用

时间:2013-02-19 14:29点击:
应变测试在电子厂的应用
在PCB装配和测试流程中,如果ICT(集成电路测试)及FT(功能测试)的夹具没有设计好,或者分板时走刀的速度或力过大,就很可能会对PCB板上的元件产生超过允许范围的应力。甚至设计得很好的夹具,也会因为使用时间过长而导致测试时在PCB板的内部产生很大的应力。再加上由于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效问题被更深层次地激发了。
常见的过应力断裂的失效模式主要包括:焊点中塑性断裂、界面脆性断裂、树脂撕裂。
(1)塑性断裂
焊点在拉拔应力作用下的塑性断裂是常见断裂模式,塑性变形明显,呈韧窝形貌,但这种情况在实际应用中出现的较少,焊点一般也不会受到此类型的应力。

图1. 塑性断裂断口特征
(2)脆性断裂
焊点的脆性断裂是较为常见一种失效机理,也是电子产品较为关心的一类失效。主要包括焊点界面脆性断裂和树脂裂纹两大类。
(1)OSP表面处理,界面生成Cu6Sn5 IMC,发生脆断时,基本穿晶开裂,界面平齐。

图2. OSP表面处理从IMC中间断开
(2)ENIG表面处理,该种处理由于其本身的界面结合性能较差,脆性断裂也是最常见的一类。其断裂也基本有两类:在NiCu3Sn4与CuNi6Sn5界面开裂或者在Ni与IMC的界面开裂,如图3所示。

图3. ENIG表面处理 IMC中间开裂
为了提前避免焊点过应力失效和解决问题,您可以对PCB板做应变测试,把易于产生高压力的过程中最大应变测量出来,确保应力处于允许范围内。如果测量得到的应变数值超过了电路板的允许应变水平的最大值,您便可以修改或者重新设计夹具,或者按要求改变流程(一般是调整夹具顶针,减少测试时顶针对电路板的压力),使得应变数值下降到允许范围之内。IPC/JEDEC-9704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。
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