Механические испытания надежности паяных соединений
Механические испытания надёжности паяных соединений печатных плат проводят тензометрическим методом. Такой вид испытаний позволяет провести объективный анализ уровней деформации и скорости деформации, которым подвергается печатная плата во время сборки, испытаний и эксплуатации. Рекомендации по проведению испытаний приведены в Руководстве по испытаниям на механический удар для оценки надёжности паяных соединений IPC-JEDEC-9703.
Из-за восприимчивости паяных соединений компонентов печатных плат к отказам, вызванным деформацией, параметры максимально допустимое напряженно деформированное состояние имеет решающее значение при эксплуатации. Чрезмерная деформация может привести к повреждению паяных соединений для всех покрытий подложки корпуса. К таким отказам относятся растрескивание шариков припоя, повреждение дорожки, отрыв контактной площадки и растрескивание подложки во время изготовления платы и в процессе испытаний.
В данной статье рассмотрим основной порядок действий при проведении механических испытаний печатной платы, на примере транспортной вибрации.
Измерение напряжённо деформированного состояния печатной платы включает в себя монтаж тензорезисторов в местах, наиболее подверженных нагрузке, а затем проведение испытаний платы на воздействие широкополосной случайной вибрации.
В процессе проведения испытаний данные о значении деформации и скорости деформации печатной платы регистрируются в программе «Многоканальный самописец».
Этапы испытаний, которые превышают пределы деформации, считаются чрезмерными и идентифицируются таким образом, чтобы можно было предпринять корректирующие действия. Пределы деформации могут определяться заказчиком, поставщиком компонентов или наилучшими практическими результатами.
Деформация ПП во время испытаний
Скорость деформации ПП во время испытаний
Примеры критериев измерения деформации в соответствии со стандартом IPC/JEDEC-9703 приведены на номограмме максимально допустимой основной деформации печатной платы в зависимости от скорости деформации и толщины платы:
Контроль изгиба плат с помощью тензорезисторов оказался очень полезным для электронной промышленности и продолжает получать признание в качестве метода выявления вредных производственных процессов.
Однако, данный метод обладает рядом недостатков, не позволяющих его использования в некоторых случаях:
- небольшой размер печатной платы, и как результат невозможность монтажа тензорезисторов;
- возможность только разового использования;
- необходимость компенсации температурных воздействий.
В качестве альтернативного метода определения напряженно деформированного состояния печатной платы, вызванного изгибом, могут выступать бесконтактные оптические измерения совокупности напряжения и деформации изделия.
Пример такого метода приведем в следующей статье.