소개
고밀도 배선을 우선시하는 현대 PCBA 제조에서는 다층 기판, 소형화된 패키지, 부서지기 쉬운 할로겐{1}}이 없는 수지의 광범위한 사용으로 인해 기계적 응력에 대한 회로 기판의 민감도가 크게 높아졌습니다. 게시물 중-SMT 픽 앤 플레이스 프로세스-기계적 패널 분리, ICT/FCT 테스트, 방열판 클램핑 및 최종 인클로저 조립과 같은-기판은 다양한 정도의 압축, 굽힘 또는 비틀림을 겪습니다. 이러한 거시적인 기계적 작용은 미시적 수준에서 엄청난 파괴력으로 해석되어 BGA 솔더 조인트의 취성 균열과 MLCC 커패시터의 내부 미세 균열을 초래합니다. 중요한 프로세스 중에 일시적인 기계적 응력을 실시간으로 정량적으로 모니터링하기 위한 역 스트레인 게이지 테스트 기술의 도입은 잠재적인 물리적 손상을 차단하고 핵심 PCBA 구성 요소의 절연 신뢰성을 보장하기 위한 절대적인 전제 조건입니다.
기계적 응력 손상 및 숨겨진 고장 현상의 메커니즘
PCBA 처리의 백엔드 조립 단계에서{0}}인쇄 회로 기판 조립은 다양한 자동화 메커니즘이나 수동 압축으로 인한 물리적 부하를 견디는 경우가 많습니다. 패널 톱의 절단 도구가 기판의 연결 지점을 자르거나 방열판 나사를 조일 때 인장 또는 전단 응력이 PCB 내에 즉시 생성됩니다. 무연 솔더 합금 및 금속간 화합물 층의 탄성 계수는 기본 수지 기판의 탄성 계수보다 상당히 높기 때문에 외부 굽힘 변위가 허용 한계를 초과할 때 부품 가장자리의 패드 아래에 응력이 크게 집중됩니다. 이러한 기계적 과부하는 패드에 인장 박리 결함을 유발하여 구리 패드가 수지와 함께 시트에서 찢어질 가능성이 높습니다. 대형 다층 세라믹 커패시터의 경우 외부 응력은 내부 적층 구조를 직접적으로 손상시켜 육안으로는 볼 수 없는 45- 각도에서 미세한 기계적 균열을 일으킬 수 있습니다. 이러한 결함은 극도로 지연된 실패가 특징입니다. 제품은 공장 기능 테스트 중에 완전히 정상적으로 작동하지만 최종 사용자 위치에서 서비스를 시작한 지 몇 달이 지나면 습기 침투로 인해 균열 부위에서 전기적 파손이나 소진이 발생할 수 있습니다.
스트레인 게이지 테스트 및 저항 변형 효과에 대한 기본 기술적 접근 방식
스트레인 게이지 테스트의 핵심 가치는 눈에 보이지 않는 미세한 기계적 변형을 정밀하게 정량화할 수 있는 디지털 전기 신호로 변환하는 것입니다. 기술자는 일반적으로 120ohm의 3개{2}}축 임피던스를 갖는 직각 스트레인 로제트를 사용합니다. 특수 시아노아크릴레이트 접착제를 사용하여 응력 손상에 가장 취약한 민감한 구성 요소 주변의 PCB 표면에 단단히 접착합니다.-일반적으로 대형 BGA의 네 모서리 또는 길쭉한 커넥터의 핀 가장자리를 따라 있습니다. 패널 분리나 조립 과정에서 PCBA가 물리적으로 휘어지면 기판 표면에 가해지는 미세한 인장력이나 압축력이 동시에 민감한 스트레인 게이지에 전달됩니다. 스트레인 게이지는 기하학적 변형을 겪어 저항 값이 매우 약간 변경됩니다. 테스트 시스템은 Wheatstone 브리지를 사용하여 이 저항 드리프트를 증폭시킨 다음 10kHz 이상의 고속 샘플링 속도로 스트레인 게이지를 통해 실시간으로 기록합니다.- 보드 표면의 실제 접선 변형과 수직 변형을 계산하기 위해 특정 수학 공식이 적용됩니다.
IPC-JEDEC-9704A 표준에 따른 필수 정량적 임계값 기준
자동차 전자 장치, 산업 제어 및 의료용 마더보드의 품질 평가에서 스트레인 게이지 테스트는 엄격한 디지털 로직 임계값을 준수해야 합니다. 업계{1}}인정 표준 IPC-JEDEC{10}}9704A는 PCB 변형 제어에 대한 지침을 명시적으로 제공합니다. 품질 관리 부서는 기판 두께, 구성 요소 패키지 유형 및 특정 공정 단계를 기반으로 최대 허용 변형률 및 변형률을 설정해야 합니다. 두께가 1.6mm인 표준 단일 기판의 경우 최대 마이크로 변형률 값은 패널 분리 및 테스트 장치 적용 중 하향 압력이 가해지는 순간에 500με 임계값 이내로 제한되어야 합니다. 0.5mm 미세{13}}피치 BGA가 장착된 핵심 자동차 제어 보드의 경우 이 임계값은 300με로 강화됩니다. 훨씬 더 중요한 모니터링 매개변수는 변형률-, 즉 시간이 지남에 따라 미세 변형률이 변하는 속도로, 10,000με/s 미만으로 제어되어야 합니다. 동적 테스트 파형이 이 임계값을 초과하면 동작이 너무 격렬하다는 의미이며 해당 프로세스와 관련된 기계 장비를 수정하기 위해 종료해야 합니다.
엔드-투-엔드 폐쇄-루프 최적화 및 역미세-장비 및 프로세스 매개변수 조정
스트레인 게이지 테스트는 잠재적인 문제를 식별할 뿐만 아니라 생성되는 동적 시간-응력 파형은 고정 장치 개선 및 공정 장비 최적화를 안내하는 핵심 데이터 역할도 합니다. 완전 자동 블레이드-형 PCB 디패널링 기계가 PCB를 절단하는 순간 스트레인 게이지에 마이크로 스트레인 파형의 비정상적인 스파이크가 표시되면 프로세스 팀은 즉시 생산을 중단하고 근본 원인 분석을 수행해야 합니다. -패널-분리기 공압 실린더의 하향 압력을 미세 조정하여-압력을 0.6MPa에서 0.45MPa로 줄이고-선형 공급 속도를 30% 낮춤으로써 기술자는 또 다른 SMT 테스트를 수행하고 스트레인 스파이크가 꾸준히 안전한 범위로 돌아가는 것을 관찰할 수 있습니다. ICT/FCT 프로브 베드 고정 장치의 최적화와 관련하여, 테스트 프로브의 하향 압력으로 인해 국부적인 응력 집중이 발생하는 경우 엔지니어링 부서는 스트레인 게이지의 각 채널의 피드백을 기반으로 가장 높은 응력 지점의 뒷면에 위치 지정 지지 컬럼을 정밀하게 추가하여 물리적 변형의 다점 균형 분포를 달성해야 합니다. 실제 물리적 변형 데이터를 기반으로 한 역 매개변수 정렬을 통해 엔지니어링 경험이 엄격하고 정량화 가능한 기술 표준으로 변환됩니다.
스트레인 게이지가 제공하는 응력에 대한 포괄적이고 과학적인 개요를 활용함으로써 조립 및 보드 분리 공정 중 숨겨진 기계적 손상을 완전히 제거할 수 있습니다.생산 라인 내에서, 가치가 높은 칩이 전체 수명 주기 동안 손상되지 않은 채로-유지되도록 보장합니다.
NeoDen에 대한 빠른 사실
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