一、項(xiàng)目背景

　　PCB線(xiàn)路板存在于很多的電子設(shè)備中，其一些主要應(yīng)用包括手機(jī)主板，計(jì)算機(jī)圖形卡，電腦主板，微處理器板，F(xiàn)PGA，CPLD，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，RF LNA器件等。只要有集成電路等電子元器件，為了實(shí)現(xiàn)電氣互連，都離不開(kāi)PCB線(xiàn)路板。

　　隨著PCB板向多層高密度型發(fā)展，漲縮已成為重要指標(biāo)，不斷挑戰(zhàn)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，困擾高階產(chǎn)品的品質(zhì)管控，甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。PCB板各類(lèi)材料物理和化學(xué)特性是不同的，壓合后會(huì)產(chǎn)生殘余的熱應(yīng)力和變形。如何合理控制在不同溫度下的漲縮異常，已成為PCB制造廠商面臨的最復(fù)雜問(wèn)題之一。

　　二、測(cè)量需求

　　電子器件在PCB上的組裝工程日趨復(fù)雜，為確保PCB板在各種溫度環(huán)境下穩(wěn)定工作，客戶(hù)需進(jìn)行嚴(yán)苛的溫度沖擊試驗(yàn)，要求PCB板的漲縮性能在規(guī)定范圍內(nèi)。

　　三、原有檢測(cè)方法

　　常規(guī)接觸式試驗(yàn)測(cè)量方法，無(wú)法對(duì)PCB板進(jìn)行各異向膨脹縮測(cè)量，特別是在z方向會(huì)溫度升高而發(fā)生膨脹，難以獲取PCB板全場(chǎng)的應(yīng)變性能數(shù)據(jù)。

　　客戶(hù)咨詢(xún)對(duì)比國(guó)外品牌DIC設(shè)備檢測(cè)材料熱膨脹性能，認(rèn)為新拓三維XTDIC系統(tǒng)具有在這個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域有優(yōu)勢(shì)，且價(jià)格與國(guó)外設(shè)備相比也更具優(yōu)勢(shì)。

　　四、新拓的DIC測(cè)量方案

　　通過(guò)采用新拓三維自主研發(fā)的XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)，利用數(shù)字圖像相關(guān)處理技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)DIC技術(shù)），對(duì)PCB板在溫度沖擊下進(jìn)行全場(chǎng)測(cè)量，并實(shí)時(shí)計(jì)算出PCB板表面位移場(chǎng)及應(yīng)變場(chǎng)分布，輸出直觀的3D全場(chǎng)應(yīng)變數(shù)據(jù)分布信息。

　　PCB板樣品的溫度通過(guò)可程式恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)來(lái)進(jìn)行控制，先對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行程序編輯，開(kāi)始控制箱溫度設(shè)定為-40度，然后每次升溫10度，保持5分鐘，最終達(dá)到100度溫度，總計(jì)溫度變化測(cè)試PCB板共分為15個(gè)階段。

　　與傳統(tǒng)檢測(cè)方式只能測(cè)得應(yīng)變場(chǎng)內(nèi)的離散點(diǎn)數(shù)據(jù)不同，采用DIC技術(shù)可以獲取視場(chǎng)內(nèi)的所有應(yīng)變信息，消除了應(yīng)變集中區(qū)的不確定性給測(cè)量帶來(lái)的不確定因素。采用XTDIC三維全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量分析系統(tǒng)一次測(cè)量即可完成全場(chǎng)位移、應(yīng)變等參數(shù)的獲取。

　　應(yīng)變數(shù)據(jù)分析如下圖所示

　　水平方向點(diǎn)點(diǎn)位移（藍(lán)色）

　　垂直方向點(diǎn)點(diǎn)位移（紅色）

　　對(duì)角方向點(diǎn)點(diǎn)位移（黃色）

　　此次測(cè)試最有價(jià)值的數(shù)據(jù)就是溫度變化和由此產(chǎn)生的全場(chǎng)位移數(shù)據(jù)，因?yàn)樗宄乇砻鱌CB板在溫度沖擊測(cè)試下的性能表現(xiàn)。PCB板在不同溫度下的長(zhǎng)度變化量、其相對(duì)原始長(zhǎng)度的位移變化數(shù)值、膨脹系數(shù)，都可以清晰明了地呈現(xiàn)出來(lái)。

　　五、測(cè)量方案價(jià)值

　　PCB板在受到高低溫環(huán)境時(shí)的膨縮變形是PCB廠商關(guān)注的大事，因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致降低成品率，而且影響交貨期。對(duì)PCB的溫度沖擊試驗(yàn)，可檢查PCB金屬孔及孔與線(xiàn)連接的可靠性，以達(dá)到早期發(fā)現(xiàn)這些缺陷的目的，以達(dá)到裝配到電子整機(jī)產(chǎn)品中和在整機(jī)產(chǎn)品的工作環(huán)境條件下的負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)。

　　測(cè)試數(shù)據(jù)表明，DIC是一種適用于測(cè)試PCB板在不同溫度下位移和應(yīng)變的方法。XTDIC系統(tǒng)的測(cè)量視野、精度足夠高，可以檢測(cè)到PCB板的微小位移變化，此外，客戶(hù)對(duì)于測(cè)量的位移數(shù)據(jù)給予了肯定，客戶(hù)預(yù)期與測(cè)量結(jié)果具有良好的一致性，非接觸的數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)成為了半導(dǎo)體膨縮位移應(yīng)變測(cè)試的一個(gè)強(qiáng)有力工具。