如果更有效预防应力作用？PCB设计如何考虑应力作用？ 应力对元器件失效问题的讨论

《高端PCB设计，PCB制板，快速SMT打样。联系人：杨先生，微信号：PCBDIC

应力比较陌生，但是应力作用下带来的影响并不陌生，X先生与你一起来看看应力作用的失效问题：

1，PCB上的问题，比如锡球开裂；线路损坏；焊盘翘起；基板开裂。

2，PCBA上的问题，比如元器件断裂，功能测试不良；器件出现“爆米花”

一看到这些制造焊接可靠性问题，我们就熟悉了，而这些问题可能是与应力作用相关的问题。今天X先生（微信号：PCBDIC）与你一起聊聊从PCBA到设计，如果更有效预防应力作用？

第一，是了解应力的概念以及原因

所谓“应力” ，是在施加的外力的影响下物体内部产生的力。

产生应力的来源主要有主要一方面是对对象施加的外部机械应力，比如分板时带来的应力，比如加工时带来的外在应力，比如固定螺丝带来的应力。其失效模式大部分表现在元件端部、呈斜角现象之裂痕。

另一方面主要因不同材料CTE不匹配，温度变化梯度和空间限制造成材料不同涨缩而引起的压应力和拉应力，主要来自于冷热冲击,而此效应大部份来自于维修、以高温烙铁碰触陶瓷本体或焊锡炉中之温度急剧变化,在瞬间之温差(ΔT)变化下,即会使元件产生裂痕

第二，需要了解潜在的应力来源

当我们知道应力来源主要有机械力和温度梯度，从产品研发设计到成熟的PCBA这个过程中会经历哪些潜在的应力风险，让我们跟随X先生来一起看看。

a,元件成型的机械应力

b,元件放置的机械应力

c,回流焊接的热应力

d,ICT测试的机械应力

e,裂片（分板）的机械应力

f,波峰焊的热应力

h,手工焊的热应力

大多数应力重用都发生在PCB到PCBA的这个过程，那我们来分析下PCBA装联的整个过程应力可能发生的节点。

第一步骤：上板，PCB清洁，低风险

第二步骤：印刷锡膏，有风险，刮刀应力导致PCB变形

第三步骤：锡膏检查，非接触，低风险

第四步骤：CHIP元件贴装，IC元件贴装。贴片头拾取元件，贴放元件，风险大，如晶振，陶瓷元器件，连接器等。

第五步骤：炉前检查，低风险

第六步骤：回流焊接，高风险，PCB热变形，元器件热变形

第七步骤：下板 低风险

第八步骤：AOI 非接触 低风险

第九步骤：插件器件成型（电阻成型机，自动散装电容剪脚机等）机械应力对器件的损伤

第十步骤：插件线 低风险 拾取器件插入到PCB

第十一步骤：上料机

第十二步骤：波峰焊 热应力冲击

第十三步骤：下料机，全自动切角机 机械应力

第十四步骤：电路板清洗 机械清洗应力

第十五步骤：分板（手工分板，半自动或者全自动分板）