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评估印制电路板应力的应变测量
返回上一页前言
加工材料时，材料必定会受到某种应力作用。在制造业中，为确保产品质量，避免对材料施加不必要的应力至关重 要。即便必须施加应力，也不应采用可能导致材料破损的加工方法。本文将介绍以应变式传感器为手段，探索合适加工方 法的测量方式。
应力相关课题
印制电路板通常由薄板状的材料构成。尤其对于小型印制电路板，为提高材料利用率，多采用单张板材制作多个基板 的设计，以降低单个基板的成本。这类包含多个基板的板材，会先进行元器件贴装与焊接（回流焊工艺），再在后续工序 中分割板材，得到单个成品基板。
但在已贴装元器件的状态下分割基板时，基板会承受不同程度的应力。根据不同的分割工序，贴装在基板上的元器件 也可能受到应力影响，进而可能导致产品不良。要解决这一问题，需准确测量分割时产生的应力，并研究低应力的加工方 法。因此，我们采用应变传感器进行相关测量。
HIOKI的应力测量解决方案
采用 “箔式应变片传感器”，测量印制电路板分割工序中的应力。本测量将检测使用切割机分割基板时的应变量大小。
该切割机需操作人员手动将印制电路板送入旋转切刀。基板上箔式应变片的安装方式如下。由于本次测试对象的单张板材在分割面处包含2个基板，因此在每个基板上各安装 2个应变传感器。
HIOKI 测量解决方案的主要优势
本次测量结果显示，改变印刷电路板的送料速度，会导致基板因承受应力而产生的应变水平出现差异。该结果表明，送料速度是影响基板分割加工时应力大小的重要因素。
送料速度 A：201mm/s（图3）
数值为p-p值
· CH1 Y-1: 719 ?ε
· CH2 X-1: 1,162 ?ε
· CH3 Y-2: 902 ?ε
· CH4 X-2: 2,168 ?ε ·结果：应变小
图 3 Logger Utility 的分析结果?送料速度 A ：201mm/s
送料速度B：332mm/s（图4）
· CH1 Y-1: 5,142 ?ε
· CH2 X-1: 4,170 ?ε
· CH3 Y-2: 3,566 ?ε
· CH4 X-2: 2,219 ?ε
图 4 Logger Utility 的分析结果?送料速度 B ：332mm/s
通过这样的分析结果，能够准确掌握印制电路板所承受的应力状态。进而可以找到将基板负荷控制在最小范围的合适加工方法。
箔式应变片传感器的连接
箔式应变片传感器直接连接至A端子与C端子（1/4桥接法，二线制）。通过切换�？榈牟β肟兀稍谀诓抗钩傻缜诺缏�。
应变传感器的安装及分割示意图
总结
本次介绍了如何将HIOKI数据采集仪LR8450与箔式应变片传感器组合使用，测量物理应力。该数据采集仪记录的测量 数据可保存至SD卡等存储介质中。此外，使用可从本公司官网免费下载的Logger Utility软件，还能助力分析更详细的数 据。
本次测量活用了Logger Utility的运算功能，自动计算出峰值（p-p值）、最大值、最小值等参数。测量对象为印制电 路板，同时该方法同样可应用于其他材料的加工中。
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使用的设备
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| 数据采集仪 LR8450 | 应变单元 U8554 |
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