给PCBA做“心电图”：电阻式应力测试标准与实践

一、如何实时监测PCBA的“内伤”？-电阻应变计技术指南

1、电阻式PCBA应力测试，其核心是使用“电阻应变计”--一种其电阻值会随其自身形变而精密变化的传感器。将它粘贴在PCBA的关键位置，当PCBA因外力（弯曲、振动等）发生微小变形时，应变计也随之形变，其电阻值发生线性变化。通过测量这个微小的电阻变化，我们就能反推出PCBA表面承受的应变量，进而计算应力。

“你可以把电阻应变计想象成贴在PCB上的‘微型心电图电极片’。PCB就像人的身体，当受到外力‘刺激’（如跌落、挤压）时，内部会产生‘应力波’。这个‘电极片’就能精准捕捉到这些微弱的‘心跳’（形变）信号，告诉我们电路板哪里‘紧张’，哪里可能‘受伤’。”

二、电阻式应力应变测试方法的核心优势

1、直接测量：直接获取PCBA局部的真实应变数据，而非模拟或推测，让应变片取代被测试对象位置，精确测量测试对象处的应力数值。

2、高灵敏度：可测量微应变（μΣ，10^-6），极其精密，目前行业测试使用最普遍，测试精度最高。

3、实时动态：动态测试，测试产线实际操作能捕捉到SMT产线作业冲击、振动等瞬态事件的全过程。

4、应用广泛：适用于研发验证、工艺优化、失效复现、运输评估等全场景，对工艺的改进有着很大的帮助。

三、PCBA电阻式应力测试标准方案流程（四步法）

步骤一：前期测试点位目标规划与TSK贴片

1、目标明确：明确测试目的（如：评估SMT产线分板应力、跌落冲击、螺丝安装扭矩等制成）；

依据IPC/JEDEC-9704标准，贴在PCBA表面应变最大或最关心的区域，板角、大元件（如BGA）四周、贴片类电容、电阻和连接器附近、高密度布线区。

2、原则：靠近可能失效的位置，使用三轴应变片“应变花”（测多方向应变）。建议使用AKEMOND品牌三轴应变片。常规型号有：

1.5*1.5mm尺寸系列TSK-05R-120-3A-11L50W07MS

2.5*2.7mm尺寸系列TSK-1D-120-3A-11L1M2S

4*4mm尺寸系列TSK-1E-120-3A-11L1M2S

5*5mm尺寸系列TSK-1A-120-3A-11L30W07MS

3、应变片的粘贴工艺（关键）：

表面处理：清洁、打磨、抛光PCB贴片区域。

精准粘贴：将应变片和PCBA相对应的编号，使用AKEMOND品牌专用粘胶剂（如TSK-36），确保无气泡、完全固化，确保一一对应。

应变片整理：将贴好的应变计的导线进行整理，避免测试过程导线断掉。

步骤二：AKEMOND应力测试仪连接应变片与E-strain测试软件进行数据校准处理

1、应力测试仪推荐AKEMOND品牌旗下的TSK-32系列、TSK-64系列、DL-1000系列、DL-2000系列都是便携式应力测试仪，主要用于电路板ICT应力测试、FCT应力测试、组装应力测试、分板应力测试、跌落应力测试等。也常用于空调管路应力测试、玻璃应力测试，以及一些结构件的应力测试等。

2、应变片和仪器组成电桥：将应变计接入惠斯通电桥电路，将微小的电阻变化转换为电压信号，通过应力测试仪的放大信号，通过连接应变数据采集器的电脑软件E-strain来采集测试数据。

步骤三：应力测试动作执行与数据采集完成

1、场景模拟：在真实或模拟环境中进行测试。

2、典型测试：电路板ICT应力测试、FCT应力测试、组装应力测试、分板应力测试和跌落应力测试等。三点弯曲、四点弯曲、跌落测试、振动测试、热循环、装配应力测试（如拧螺丝）。

3、同步记录：E-strain测试软件对测试数据的采集，通过触发数据采集，同步记录应变的变化值和相对应-时间的曲线。

4、多通道监测：通常同时监测多个点位（如8-64个通道），全面评估PCBA受力状态。AKEMOND应力测试仪客户后续发展需求，进行功能和通道数的扩展（8通道、16通道、24通道、32通道、40通道、48通道、56通道、64通道可根据情况选配）。

步骤四：数据分析与判据

1、数据处理：软件滤波去除噪声，计算各测试点各通道的应力数值分析、最大主应变、对角应变和应力速率分析，并一键生成测试波形图和数据表格。

2、核心判据：快速测量并根据IPC/JEDEC-9704标准一键自动生成报告。对生产测试流程进行完整的应力测试分析，该系统在满足常规的应力数值分析、最大主应变、对角应变和应力速率分析。

3、报告输出：生成带有时程曲线的专业报告，明确表示是否通过，报表能做一个“PASS”和“FAIL”的判定，并指出高风险区域。

步骤四：应力测试的测试标准与极限值（行业的“法律条文”）

1、IPC/JEDEC-9704《印制板应变测试指南》

2005年IPC与JEDEC发布

2012年发布修订版A

识别有缺陷的装配与测试流程

提供了系统的执行PCBA应变测试的步骤

明确了测试方法，结合目前行业的客户群体基于封装类型的通用应变极限建议

2、应变测试值参考标准：

⑴相关机械制程动作主应变峰值＜[±500ue]。

⑵应变速率峰值＜[30000ue/s]。

⑶根据被测PCB板厚度所能容许的最大应变阈值。

⑷根据客户的要求和需求来制定应力测试的具体阈值。

本期关键词：PCBA应力测试标准，AKEMOND，TSK-32，TSK-64，DL-1000，DL-2000，MLCC多层陶瓷，BGA焊球开裂，PCBA失效，电容裂纹，机械冲击应力，ICT夹具应力测试，FCT夹具应力测试，打螺丝组装应力测试，分板应力测试。

审核编辑 黄宇