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机械应力试验 (Mechanical Stress Test)

产品除了环境应力外,机械应力的模拟同样重要。机械应力试验的目的在于模拟零件产品在运输及使用过程中所遭遇的外界应力,举凡掉落(Drop)、挤压(Press)、振动(Vibration)、推拉(Pull / Push)、撞击(Shock)等均属之。当有一外来应力加诸产品上时,其本身所能承受的外力强度影响的不只是产品品质,还有消费者的购买意愿以及制造成本。

 

由于电子零件小型化趋势,零件与印刷电路板之接合面积亦缩小,无铅材料不如有铅材料的抗疲劳(Fatigue)水准,各类零件结构开发及验证的频繁度反而增加许多。机械应力试验对已组装之成品或半成品进行试验,可借此快速找出产品在结构设计上或组装品质上可能潜在的风险,并进行改善。以最普遍之手持式产品(Portable Product)而言,使用过程中最常遇到问题为不当摔落,因此产品的开发过程可透过机械冲击试验(Mechanical Shock)验证结构品质。

 

振动试验主要模拟产品在各种运输过程所承受的外部应力,测试方式有随机振动(Random Vibration)与正弦振动(Sine Vibration)两种;其中随机振动模拟产品结构品质以及耐运输过程,更具效益。此外,复合式应力是目前对产品测试上认为更贴近现实的模式,又以振动加上温度或湿度之交互作用(Coupling effect)最为常用。 MIL-HDBK可靠度设计手册即提到,产品危害以振动及温度影响最大,而目前车载产品,以ISO 16750为例,更考虑到温度循环式加上振动的模式。

 

当产品测试后,对于IC焊点品质则可透过红墨水试验(Dye Penetration Test或称为Dye and Pry Test)来检视,尤其针对BGA或CSP等构装效果更佳;有别于切片分析(Cross Section),红墨水可以将点与线的检查放大至面向,可更准确判断PCBA上结构问题,例如散热片或外壳锁附等。

 

 

 

机械应力试验项目

  1. 震动试验 (Vibration test)
  2. 複合式震动试验(Combo Vibration Test)
  3. 机械冲击试验 (Mechanical Shock test)
  4. 落下试验 (Drop test)
  5. 压箱试验(Compression Test)
  6. 滚筒试验(Tumble Test)
  7. 弯曲试验 (Press / bending test)
  8. 下压试验(Press Test)
  9. 扭力试验(Torque Test) 
  10. 应变量测(Strain Measurement)
  11. 红墨水试验 (Dye and pry test)

 

图-1 掉落试验机

 

图-2 振动机(IMV) 

 

图-3 红墨水染色测试 

 

 

 

 

常见问题

Q1. 能否提供复合式振动测试 ?

A.  可以,可参考ISO16750或AECQ等车规复合式振动规范。

 

Q2. 震动平台最大可负荷多大尺寸产品 ?

A.  水平平台有60X60(cm) & 100X100(cm)、垂直平台有60X60(cm) & 80X80cm(cm)。

 

Q3. 机械冲击可否进行方波与正弦波 ?

A.  可以执行方波与半正弦波。

 

Q4. 如何确保测试的G值是正确的呢 ?

A.  加速规每年校验,在试验执行前会先确认g值输出是否正确。

 

Q5. 材料试验机可否进行拉力测试 ?

A.  可以依客户需求制作相关治具并且执行。

 

 

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