在現代電子制造中，PCBA（印刷電路板組件）在制造、組裝及后續(xù)處理過程中可能經歷復雜的機械應力，尤其是大尺寸球柵陣列（BGA）封裝器件，容易因彎曲應力導致焊點失效。傳統(tǒng)的四點彎曲測試僅能模擬單向彎曲，無法wan全反映真實工況下的多向應力情況。

為此，IPC 9707 標準提出了一種球形彎曲測試方法，通過模擬更接近實際的多向彎曲模式，結合高精度應變和電阻監(jiān)測，評估BGA焊點的機械可靠性。科準測控技術團隊依據該標準，采用先進的萬能材料試驗機、高精度應變采集系統(tǒng)和電阻監(jiān)測設備，為客戶提供全面的PCBA機械性能測試服務。

本文將詳細介紹IPC 9707球形彎曲測試的原理、標準要求、測試設備及完整測試流程，幫助工程師更好地理解并應用該測試方法。

一、測試原理

球形彎曲測試的核心在于模擬PCBA在制造、組裝及運輸過程中可能經歷的復雜多向彎曲應力。測試時，使用球形壓頭對PCBA施加可控的彎曲載荷，同時監(jiān)測：

應變（μe）：反映PCB的變形程度，標準要求最大應變不超過5000μe。

電阻（Ω）：通過菊花鏈電路監(jiān)測BGA焊點的電氣連續(xù)性，若電阻變化超過20%，則判定焊點失效。

相比傳統(tǒng)的四點彎曲測試，球形彎曲能更真實地模擬實際工況，尤其是對大尺寸BGA（>15.0 mm）的可靠性評估更具參考價值。

二、測試標準（IPC 9707）

IPC 9707標準主要適用于表面貼裝的大尺寸BGA組件，具體要求包括：

測試對象：BGA封裝尺寸≥15.0 mm的PCBA。

應變控制：下壓過程中PCB表面應變需達到5000μe。

失效判據：菊花鏈電阻變化超過初始值的20%即判定為焊點失效。

數據記錄：需記錄力-位移曲線、應變-位移曲線及電阻變化趨勢。

三、測試設備

1、萬能材料試驗機

（示意圖：萬能材料試驗機可搭配不同夾具做不同力學試驗）

2、電阻監(jiān)測系統(tǒng)

設備：高精度萬用表。

分辨率：1μΩ。

采樣頻率：21kHz（單通道雙線法）。

3、應變采集系統(tǒng)

通道數：最大24通道（支持8顆3軸應變片）。

采樣頻率：256kHz。

應變片規(guī)格：最小格柵1.25mm×0.72mm，適用于高精度測量。

4、測試治具

支持尺寸：最大20cm×20cm測試板。

PCB設計：支持定制菊花鏈電路，優(yōu)化測試信號采集。

四、測試流程

步驟一、樣品準備

設計并制作符合IPC 9707要求的PCB，集成BGA菊花鏈監(jiān)測電路。

在PCB關鍵位置粘貼應變片（通常位于BGA焊點附近）。

步驟二、設備架設

將PCBA固定在測試治具上，確保無額外應力干擾。

連接應變片和電阻監(jiān)測設備，校準初始數據。

步驟三、測試執(zhí)行

預加載：以低速（如0.1mm/min）施加輕微載荷，確保接觸穩(wěn)定。

正式測試：

以恒定速度下壓，實時監(jiān)測應變和電阻。

當應變達到5000μe時停止，或電阻變化超過20%時判定失效。

步驟五、數據分析

輸出力-位移曲線，分析PCBA的剛度及抗彎性能。

繪制應變-位移曲線，評估局部變形情況。

記錄電阻變化趨勢，判斷焊點可靠性。

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