機械応力試験

電子製品はますます小型化、薄型化、軽量化が進んでおり、電子部品とPCBの接合面積は絶えず縮小しています。また、無鉛はんだの疲労耐性は従来の鉛入り材料に比べて劣るため、全体構造の耐久性がより挑戦的になっています。したがって各種構造と部品の構造の検証頻度が大幅に増加し、機械的ストレス試験が不可欠な信頼性確認方法となった。製品または半製品に対する機械的ストレステストを通じて、迅速に以下を特定できます：

• 構造設計の弱点
• 組み立て品質は安定していますか？
• ICはんだ付け、BGA、CSPなどの構造には潜在的なリスクが存在しますか？
• 輸送中の振動や落下によって故障する可能性はありますか？

特に携帯型製品やモバイルデバイス製品では、使用中に最も一般的な故障原因は落下や衝撃そのため、機械衝撃試験（Mechanical Shock Test）は通常、開発プロセスにおいて最も重要な検証項目です。

振動試験（Vibration Test）

製品は輸送過程で長時間揺れ、衝突、または振動に遭遇する可能性があるため、振動試験（Vibration Test）は機械的ストレス検証の最も重要な項目の一つです。一般的な方法には次のようなものがあります：

• ランダム振動（Random Vibration）：現実の輸送環境に最も近く、製品の構造強度と信頼性を検証できます。

• 正弦振動（Sine Vibration）：製品が特定の周波数での共振と疲労挙動を評価するために使用されます。

振動と温度、湿度が相互作用する際、製品の耐久性への影響が大きくなるため、多くの産業が採用しています。複合式応力テスト（Combined Stress Test）、例如：MIL-HDBK信頼性設計マニュアル振動と温度は製品の故障の主要な要因であることを指摘する。ISO 16750（車載標準）温度サイクル + 振動の複合テストモードも要求されます。

機械衝擊試驗（Mechanical Shock Test）

突然の外力、例えば落下や衝撃を模擬することで、外殻構造、ネジ固定、はんだ接合部の強度などの潜在的な問題を迅速に明らかにすることができる。

落下試驗（Drop Test）

手持デバイスで最も一般的な信頼性テストは、製品が異なる高さから落下した後に、外装が破損しているか、PCBAが外れているか、変形しているか、BGA、CSPなどの構成要素に隠れた亀裂が発生しているかを評価するためのものです。

複合式応力試験（Combined Stress Test）

「振動 + 温度 / 湿度」を同時に適用することで、実際の使用環境により近づけることができ、例えば：車載電子機器が凹凸のある路面や高温環境で動作する場合や、工業用制御機器が振動台で動作する場合などをシミュレーションできます。このようなテストは、単一のストレスよりも深層の潜在的なリスクをより明らかにすることができます。

振動、落下、衝撃などのテストを完了した後、エンジニアは外力によってはんだ接点に亀裂や剥離が生じていないかを確認する必要があります。この時、赤インクテストを利用して亀裂に浸透させ、剥離後に現像することができます。これにより、BGA、CSP、QFN、各種構造はんだ接点、PCBA構造の完全性を完全に観察できます。切片分析（Cross Section）では局所的な断面しか見ることができないのに対し、赤インクは「面」の観点から問題を観察できるため、大量サンプルの迅速な信頼性評価により適しています。