[发明专利]印制电路板中内埋应变计的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于印制电路板和应力测试交叉技术领域，涉及一种印制电路板中内埋应变计的制备方法。

背景技术

印制电路板组件已经广泛应用于通信、导航、计算机、消费电子、工业控制等多个军、民用电子信息设备技术领域，是现代电子设备的核心组成层分。印制电路板组件是由多个表贴元器件通过各类焊点组装在布有金属印制线路的绝缘板上形成的，它的组装过程称之为印制电路板电装。对印制电路板组件PCB而言，组装焊点起着电气连接和机械连接的双重作用，其机械可靠性高低直接影响电子设备的功能优劣。而印制电路板组装焊点上的应力大小与分布状态是影响其机械可靠性的决定性因素，其应力主要来自于制造和使用过程中，印制电路板PCB与表贴元器件在电装制造过程中需要加温、加压等工艺操作，印制电路板PCB上个各表贴元器件的组装焊点存在工艺应力，印制电路板组件在使用环境受环境温度、振动、冲击等载荷影响，印制电路板上各表贴元器件组装焊点存在环境应力。这些工艺应力和环境应力会导致印制电路板表贴元器件引脚和焊点出现机械损伤，降低焊点机械可靠性。因此，在实际的印制电路板组件制造过程中，经常需要测试表贴元器件组装焊点的应力分布及水平值，作为印制电路板组件可靠性设计和电装工艺优化参考数据。近年来，随着电子产品向高度集成化、多功能化和小型化方向发展，uBGA、CGA等新型封装表贴元器件不断出现，印制电路板上表贴元器件的组装焊点也向高密度、高精度、微型化等方向发展，导致其机械可靠性问题也日益突出，对印制电路板组装焊点应力测试需求变得越来越迫切。

目前应力测试方法主要有两种方法，非接触式光学测量法和接触式电测法，由于非接触式光学测量法技术不成熟，未在科研和工业测试中大规模应用；而接触式电测法因其技术成熟和测试精度高，得到广泛应用。接触式电测法是是应用各类应变计，安装在被测对象的表面测点，测量获取被测对象测点的应变量，再通过应力-应变关系式，计算出被测对象测点的应力值。目前应力测试最常用的是电阻应变计，又称电阻应变片，它能将被测对象上的应变，即尺寸变化转换成为电阻变化的变换器，一般由敏感栅、引线、粘结剂、基底和盖层组成。按敏感栅的材料，电阻应变计分为金属电阻应变计和半导体应变计两类；按测试轴向分，可以分为单轴、双轴、三轴和四轴等四类，按工艺可分为粘贴式、焊接式、喷涂式等。由于IPC-JEDEC9704标准要求将应变计粘贴于距离被测元器件角点2mm的位置来测量组装焊点应力大小，由于测点实际远离被测焊点位置，其测试值与焊点真实应力值误差必然较大。IPC-JEDEC9704标准要求将应变计粘贴于靠近元器件的印制电路板表面，这个操作通常是由测试人员来完成，而测试人员一般没有经过粘合工艺操作技能培训，容易导致应变计粘合操作不合规导致粘合质量差，也经常出现多个应变粘贴质量一致性差等问题，而应变计粘合质量的好坏确直接影响测试结果可信度；由于应变计粘贴在表层，容易受到环境温度的影响，将导致应变计测试结果出现波动，尽管采取了温补措施，还是会影响测试可靠度。现有技术印制电路组件的应力测试精度已经不满足当前印制电路板组件可靠性设计提升与电装工艺优化需求，而目前尚未有公开的印制电路板表贴表贴元器件焊点高精度的测量手段。

发明内容

本发明的目的是针对目前印制电路板应力测试存在的不足，提供一种制造成本可控，能够减少组装焊点应力测试值与真实应力值误差，并能提高印制电路板应力测试精度，缩短被测焊点距离的印制电路板中内埋应变计的制备方法在被测表贴元器件焊点正下方或附近的印制电路板中内埋入应变计的设计、制备方法，将应变计测点位置与被测焊点的距离缩短至0.5mm以内，大大减少组装焊点应力测试值与真实应力值误差，能够明显提高印制电路板应力测试精度。

本发明是通过以下方式给予实现的：一种印制电路板中内埋应变计的制备方法，其特征在于包括如下步骤：依据混合电路印制线版图设计方案，将整个多层复合印制电路板划分为包含通孔、埋孔、盲孔和印制线路图的顶层电路板、中层电路板和底层电路板，在顶层电路板、中层电路板和底层电路板的各自接触表面设置用于各层电路板之间对位层压粘接的三点或多点对位图形或对位孔，需粘贴应变计的顶层电路板或底层电路板是双层或多层板；并在被测表贴元器件焊点正下方或附近的印制电路板中内埋入粘贴片式应变计，片式应变计引线焊接在顶层电路板应变计连接电路图印制线上；然后将上述顶层电路板、中层电路板与底层电路板通过半固化片层压粘接，形成内埋应变计的印制电路板裸板，在裸板上电装表贴元器件，形成一种内埋应变计的印制电路板组件。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：