一、項(xiàng)目背景
PCB線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PCB線路板。
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)雜問題之一。
二、測量需求
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、原有檢測方法
常規(guī)接觸式試驗(yàn)測量方法，無法對PCB板進(jìn)行各異向膨脹縮測量，特別是在z方向會(huì)溫度升高而發(fā)生膨脹，難以獲取PCB板全場的應(yīng)變性能數(shù)據(jù)。
客戶咨詢對比國外品牌DIC設(shè)備檢測材料熱膨脹性能，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，且價(jià)格與國外設(shè)備相比也更具優(yōu)勢。
四、新拓的DIC測量方案
通過采用新拓三維自主研發(fā)的XTDIC三維全場應(yīng)變測量分析系統(tǒng)，利用數(shù)字圖像相關(guān)處理技術(shù)（簡稱DIC技術(shù)），對PCB板在溫度沖擊下進(jìn)行全場測量，并實(shí)時(shí)計(jì)算出PCB板表面位移場及應(yīng)變場分布，輸出直觀的3D全場應(yīng)變數(shù)據(jù)分布信息。
PCB板樣品的溫度通過可程式恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)來進(jìn)行控制，先對試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行程序編輯，開始控制箱溫度設(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)溫度變化測試PCB板共分為15個(gè)階段。
與傳統(tǒng)檢測方式只能測得應(yīng)變場內(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)的不確定性給測量帶來的不確定因素。采用XTDIC三維全場應(yīng)變測量分析系統(tǒng)一次測量即可完成全場位移、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）
對角方向點(diǎn)點(diǎn)位移（黃色）
此次測試最有價(jià)值的數(shù)據(jù)就是溫度變化和由此產(chǎn)生的全場位移數(shù)據(jù)，因?yàn)樗宄乇砻鱌CB板在溫度沖擊測試下的性能表現(xiàn)。PCB板在不同溫度下的長度變化量、其相對原始長度的位移變化數(shù)值、膨脹系數(shù)，都可以清晰明了地呈現(xiàn)出來。
五、測量方案價(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PCB的溫度沖擊試驗(yàn)，可檢查PCB金屬孔及孔與線連接的可靠性，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)。
測試數(shù)據(jù)表明，DIC是一種適用于測試PCB板在不同溫度下位移和應(yīng)變的方法。XTDIC系統(tǒng)的測量視野、精度足夠高，可以檢測到PCB板的微小位移變化，此外，客戶對于測量的位移數(shù)據(jù)給予了肯定，客戶預(yù)期與測量結(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)變測試的一個(gè)強(qiáng)有力工具。