一、如何實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCBA的“內(nèi)傷”？-電阻應(yīng)變計(jì)技術(shù)指南

1、電阻式PCBA應(yīng)力測(cè)試，其核心是使用“電阻應(yīng)變計(jì)”--一種其電阻值會(huì)隨其自身形變而精密變化的傳感器。將它粘貼在PCBA的關(guān)鍵位置，當(dāng)PCBA因外力（彎曲、振動(dòng)等）發(fā)生微小變形時(shí)，應(yīng)變計(jì)也隨之形變，其電阻值發(fā)生線性變化。通過測(cè)量這個(gè)微小的電阻變化，我們就能反推出PCBA表面承受的應(yīng)變量，進(jìn)而計(jì)算應(yīng)力。

“你可以把電阻應(yīng)變計(jì)想象成貼在PCB上的‘微型心電圖電極片’。PCB就像人的身體，當(dāng)受到外力‘刺激’（如跌落、擠壓）時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生‘應(yīng)力波’。這個(gè)‘電極片’就能精準(zhǔn)捕捉到這些微弱的‘心跳’（形變）信號(hào)，告訴我們電路板哪里‘緊張’，哪里可能‘受傷’。”

二、電阻式應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試方法的核心優(yōu)勢(shì)

1、直接測(cè)量：直接獲取PCBA局部的真實(shí)應(yīng)變數(shù)據(jù)，而非模擬或推測(cè)，讓應(yīng)變片取代被測(cè)試對(duì)象位置，精確測(cè)量測(cè)試對(duì)象處的應(yīng)力數(shù)值。

2、高靈敏度：可測(cè)量微應(yīng)變（μΣ，10^-6），極其精密，目前行業(yè)測(cè)試使用最普遍，測(cè)試精度最高。

3、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)：動(dòng)態(tài)測(cè)試，測(cè)試產(chǎn)線實(shí)際操作能捕捉到SMT產(chǎn)線作業(yè)沖擊、振動(dòng)等瞬態(tài)事件的全過程。

4、應(yīng)用廣泛：適用于研發(fā)驗(yàn)證、工藝優(yōu)化、失效復(fù)現(xiàn)、運(yùn)輸評(píng)估等全場(chǎng)景，對(duì)工藝的改進(jìn)有著很大的幫助。

三、PCBA電阻式應(yīng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方案流程（四步法）

步驟一：前期測(cè)試點(diǎn)位目標(biāo)規(guī)劃與TSK貼片

1、目標(biāo)明確：明確測(cè)試目的（如：評(píng)估SMT產(chǎn)線分板應(yīng)力、跌落沖擊、螺絲安裝扭矩等制成）；

依據(jù)IPC/JEDEC-9704標(biāo)準(zhǔn)，貼在PCBA表面應(yīng)變最大或最關(guān)心的區(qū)域，板角、大元件（如BGA）四周、貼片類電容、電阻和連接器附近、高密度布線區(qū)。

2、原則：靠近可能失效的位置，使用三軸應(yīng)變片“應(yīng)變花”（測(cè)多方向應(yīng)變）。建議使用AKEMOND品牌三軸應(yīng)變片。常規(guī)型號(hào)有：

1.5*1.5mm尺寸系列TSK-05R-120-3A-11L50W07MS

2.5*2.7mm尺寸系列TSK-1D-120-3A-11L1M2S

4*4mm尺寸系列TSK-1E-120-3A-11L1M2S

5*5mm尺寸系列TSK-1A-120-3A-11L30W07MS

3、應(yīng)變片的粘貼工藝（關(guān)鍵）：

表面處理：清潔、打磨、拋光PCB貼片區(qū)域。

精準(zhǔn)粘貼：將應(yīng)變片和PCBA相對(duì)應(yīng)的編號(hào)，使用AKEMOND品牌專用粘膠劑（如TSK-36），確保無氣泡、完全固化，確保一一對(duì)應(yīng)。

應(yīng)變片整理：將貼好的應(yīng)變計(jì)的導(dǎo)線進(jìn)行整理，避免測(cè)試過程導(dǎo)線斷掉。

步驟二：AKEMOND應(yīng)力測(cè)試儀連接應(yīng)變片與E-strain測(cè)試軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)處理

1、應(yīng)力測(cè)試儀推薦AKEMOND品牌旗下的TSK-32系列、TSK-64系列、DL-1000系列、DL-2000系列都是便攜式應(yīng)力測(cè)試儀，主要用于電路板ICT應(yīng)力測(cè)試、FCT應(yīng)力測(cè)試、組裝應(yīng)力測(cè)試、分板應(yīng)力測(cè)試、跌落應(yīng)力測(cè)試等。也常用于空調(diào)管路應(yīng)力測(cè)試、玻璃應(yīng)力測(cè)試，以及一些結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力測(cè)試等。

2、應(yīng)變片和儀器組成電橋：將應(yīng)變計(jì)接入惠斯通電橋電路，將微小的電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過應(yīng)力測(cè)試儀的放大信號(hào)，通過連接應(yīng)變數(shù)據(jù)采集器的電腦軟件E-strain來采集測(cè)試數(shù)據(jù)。

步驟三：應(yīng)力測(cè)試動(dòng)作執(zhí)行與數(shù)據(jù)采集完成

1、場(chǎng)景模擬：在真實(shí)或模擬環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試。

2、典型測(cè)試：電路板ICT應(yīng)力測(cè)試、FCT應(yīng)力測(cè)試、組裝應(yīng)力測(cè)試、分板應(yīng)力測(cè)試和跌落應(yīng)力測(cè)試等。三點(diǎn)彎曲、四點(diǎn)彎曲、跌落測(cè)試、振動(dòng)測(cè)試、熱循環(huán)、裝配應(yīng)力測(cè)試（如擰螺絲）。

3、同步記錄：E-strain測(cè)試軟件對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的采集，通過觸發(fā)數(shù)據(jù)采集，同步記錄應(yīng)變的變化值和相對(duì)應(yīng)-時(shí)間的曲線。

4、多通道監(jiān)測(cè)：通常同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)點(diǎn)位（如8-64個(gè)通道），全面評(píng)估PCBA受力狀態(tài)。AKEMOND應(yīng)力測(cè)試儀客戶后續(xù)發(fā)展需求，進(jìn)行功能和通道數(shù)的擴(kuò)展（8通道、16通道、24通道、32通道、40通道、48通道、56通道、64通道可根據(jù)情況選配）。

步驟四：數(shù)據(jù)分析與判據(jù)

1、數(shù)據(jù)處理：軟件濾波去除噪聲，計(jì)算各測(cè)試點(diǎn)各通道的應(yīng)力數(shù)值分析、最大主應(yīng)變、對(duì)角應(yīng)變和應(yīng)力速率分析，并一鍵生成測(cè)試波形圖和數(shù)據(jù)表格。

2、核心判據(jù)：快速測(cè)量并根據(jù)IPC/JEDEC-9704標(biāo)準(zhǔn)一鍵自動(dòng)生成報(bào)告。對(duì)生產(chǎn)測(cè)試流程進(jìn)行完整的應(yīng)力測(cè)試分析，該系統(tǒng)在滿足常規(guī)的應(yīng)力數(shù)值分析、最大主應(yīng)變、對(duì)角應(yīng)變和應(yīng)力速率分析。

3、報(bào)告輸出：生成帶有時(shí)程曲線的專業(yè)報(bào)告，明確表示是否通過，報(bào)表能做一個(gè)“PASS”和“FAIL”的判定，并指出高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

步驟四：應(yīng)力測(cè)試的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)與極限值（行業(yè)的“法律條文”）

1、IPC/JEDEC-9704《印制板應(yīng)變測(cè)試指南》

2005年IPC與JEDEC發(fā)布

2012年發(fā)布修訂版A

識(shí)別有缺陷的裝配與測(cè)試流程

提供了系統(tǒng)的執(zhí)行PCBA應(yīng)變測(cè)試的步驟

明確了測(cè)試方法，結(jié)合目前行業(yè)的客戶群體基于封裝類型的通用應(yīng)變極限建議

2、應(yīng)變測(cè)試值參考標(biāo)準(zhǔn)：

⑴相關(guān)機(jī)械制程動(dòng)作主應(yīng)變峰值＜[±500ue]。

⑵應(yīng)變速率峰值＜[30000ue/s]。

⑶根據(jù)被測(cè)PCB板厚度所能容許的最大應(yīng)變閾值。

⑷根據(jù)客戶的要求和需求來制定應(yīng)力測(cè)試的具體閾值。

本期關(guān)鍵詞：PCBA應(yīng)力測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，AKEMOND，TSK-32，TSK-64，DL-1000，DL-2000，MLCC多層陶瓷，BGA焊球開裂，PCBA失效，電容裂紋，機(jī)械沖擊應(yīng)力，ICT夾具應(yīng)力測(cè)試，F(xiàn)CT夾具應(yīng)力測(cè)試，打螺絲組裝應(yīng)力測(cè)試，分板應(yīng)力測(cè)試。

審核編輯 黃宇