• 问题总是出现了，才知道找原因，成本会更高！

哈喽，我是品控科技机械应力工程师向工。

上周，一个做智能硬件的朋友深夜找我吐槽：'批量化生产的产品，实验室测试全都达标，可一到用户手里，就有百分之一二出现莫名重启或功能失灵。返修回来检查，芯片供电都正常，程序也没错，就像得了“玄学病”……'

我让他把故障板卡做了切片分析。显微镜下，真相大白：一颗关键电阻的焊点，出现了一条头发丝般的裂纹。

这不是玄学，这是典型的 ‘PCBA机械应力失效’ 。今天，我们就来彻底讲透这个让无数硬件工程师头疼的‘隐形杀手’。

PCBA机械应力：指在制造、组装、测试、运输及使用过程中，外部或内部物理力（如弯曲、振动、冲击等）作用于印制电路板组装件（PCBA），导致其发生形变、内部损伤直至功能失效的物理现象，深圳市品控科技向工和您一起探索。

二、PCBA机械应力主要来源（“四大力”模型）

1.弯曲/扭曲力：SMT操作制程、安装不当、外力挤压、分板、ICT/FCT等操作。

2.振动力：交通工具运输、运行环境振动（如汽车发动机、电机旁）。

3.冲击力：产品跌落、碰撞、生产线上的不当操作。

4.热应力（间接机械力）：温度循环下，不同材料（芯片、焊料、PCB）膨胀系数不匹配，相互“拉扯”产生内应力。

三、典型失效模式（应力作用的结果）

1.焊点：裂纹、断裂（最常见BGA焊球开裂！）。

2.PCB本身：铜箔走线断裂、过孔撕裂、基板分层（PCB基板失效）。

3.元器件：封装开裂、引脚变形、电容芯片硅片本体破碎（器件自身失效）。

4.连接处：连接器松动、虚接（工装结构失效）

四、结合IPC文件目前PCBA行业存在机械应力环节

结合IPC/JEDEC-9704A《印制电路组件应变测试指南》，PCBA生产过程中那些制程存在应力

1. 制造与组装应力（“出生时的创伤”）

分板应力：V-Cut或铣刀分板时的振动和弯曲。

压接应力：PCBA测试站ICT、FCT、BFT等探针压棒压合应力。

安装应力：螺丝拧得过紧、连接器插拔不当、壳体挤压。

焊接热应力：回流焊时高温产生的热膨胀不匹配。

2. 测试与运输应力（“出厂前的体检与奔波”）

插拔测试：对接口的反复机械摩擦。

跌落测试：模拟搬运、使用中的意外跌落。

运输振动：在货车、轮船上的长途颠簸。

3. 使用环境应力（“服役中的日常考验”）

设备自身振动：如电机、发动机旁的持续抖动。

用户交互应力：按键敲击、屏幕触摸、反复插拔。

冷热循环应力：设备开关机、环境温度变化导致材料反复膨胀收缩。

4. 极端事件应力（“突如其来的灾难”）

意外跌落：手机滑落、工具摔落。

机械冲击：设备被碰撞、撞击。

五、所以，理解机械应力不是目的，预防和控制才是关键。

不要只停留在“是什么”，要想到“怎么办”，解决应力问题。

1.在设计上：避免应力集中，优化布局，选用韧性更好的材料。

2.在工艺上：规范操作，控制分板、焊接、组装参数。

3.在测试上：用科学的机械测试（如振动、跌落、弯曲）提前暴露问题。

对抗机械应力，是一场贯穿PCBA产品全生命周期的‘可靠性保卫战。

经证实，深圳市品控科技开发有限公司是一家专门从事应力测试仪的公司，其运用应变测量来控制印制板翘曲对电子工业是有利的，而且其做为一种识别和改进生产操作(有造成互连损伤的高风险)的方法也被逐渐地认可。然而，随着向无铅组装技术的快速过渡，互连密度的增加，以及新的层压板材料，翘曲导致损伤的可能性也在增大。随着PCBA应变测量技术的成熟，不同的方法应运而生。电阻式应变片接触式测量法，是目前PCBA应变测量方法的可靠数据的采集及行业使用频率最高的方法。欢迎关注下期内容。

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