PCBA在生产过程中会有哪些应力？
发布时间： 2025-12-29
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发布时间： 2021-09-15
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PCBA在生产组装过程中会经历各种应力，这些应力会造成元器件损伤、焊点裂纹及潜在失效的重要原因。下面针对PCBA在生产组装过程产生的主要应力类型、产生原因及其影响进行梳理汇总。
PCBA在生产组装过程产生的应力类型如下表格：
关于应力产生的原因分析：
1. 机械应力：
由物理外力引起，是最直观、最常见的应力类型.
①分板应力：
产生原因：弯曲力矩：手动分板或使用V-Cut分板机时，PCB会承受巨大的弯曲力或应力。剪切力/冲击力：铣刀分板持续的切割力。
影响：造成陶瓷电容（MLCC）微裂纹和BGA焊点裂纹的最主要因素。
②操作与搬运应力：
产生原因：操作人员拿取板边导致弯曲、板卡在轨道或堆叠放置在箱内、掉落、碰撞。
影响：高大的元器件损坏.
③测试与安装应力：
产生原因：ICT测试：测试探针施加的下压力，或治具支撑不当导致板卡弯曲。锁附螺丝：锁螺丝顺序不当或扭矩过大，导致PCB局部扭曲，对周围的BGA和电容产生应力。
2. 热应力
热应力源于PCBA在组装过程中经历高低温或不均匀加热。
①回流焊/波峰焊应力：
产生原因：热膨胀系数不匹配：PCB的基材（FR-4）、铜箔、元器件封装（塑料、陶瓷）的CTE不同，在加热和冷却过程中膨胀/收缩程度不一，产生内部剪切应力。温度梯度：板面不同区域、元器件上下表面温差导致受热不均，产生热应力。
影响：导致焊点疲劳、PCB分层（特别是厚板和多层板）、器件内部损伤。
②维修返工应力：
产生原因：使用热风枪对单个元器件进行局部加热，温差极大，热应力更集中。
影响：极易损坏正在维修的元器件及其周围的元器件和PCB焊盘。
3. 电气应力
产生原因：测试冲击：ICT或FCT测试中，可能因程序错误或治具短路，对元器件施加过电压或过电流。热插拔：带电插拔板卡产生的浪涌电流。
对策实施：
1.设计阶段（DFM/DFA）：布局：应力敏感元件（如大尺寸MLCC）应远离分板边、螺丝孔和板边。拼版设计：优化V-Cut深度和连接点（桥连）的强度和数量，为自动化分板提供便利。
2.工艺优化：机械应力：采用铣刀式分板机或激光分板机替代手动掰板和走刀式分板；使用扭矩扳手并规范锁螺丝顺序；优化测试治具的支撑点。热应力：严格遵循推荐的回流焊/波峰焊温度曲线；使用升温斜率更平缓的曲线；对维修返工操作进行标准化培训。
3.过程监控与测量：应力测试：对新工艺或新板卡，使用应变片 按照IPC/JEDEC-9704标准实测分板、锁螺丝等关键工序的应力值，确保其在安全范围（通常要求低于±500µε）。定期检查：定期检查分板机刀具磨损情况、回流炉温度曲线等。
------部分摘抄自《小秦人工艺专属》
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