BGA锡裂，使用应变片(Strain Gauge)量测电路板到底那个环节产生较大变形量

【Strain Gauge】可以帮助工程师了解其产品在组装过程中那个步骤承受了较大的应变，使用得当的话，还可以藉之了解产品中那个方向承受了较大的应力，又是那个方向产生了较大的应变，不论对研发或是制程都有很大的参考价值。

近几年来188金宝搏苹果下载 一直在公司内推广并要求研发单位善用【Strain Gauge（应变计/应变片）】这个工具来量测印刷电路板在整机组装过程中与跌落或摔落测试时的【应力-应变】分佈状况。

最近公司内新产品研发渐渐有人听得进188金宝搏苹果下载 的建议，也愿意开始尝试使用应变计【Strain Gauge】来模拟电路板上的BGA锡裂的问题，甚至还有工程师用之来分析LCM的应力与应变量。感觉是个好的开始！

这【Strain Gauge】基本上是一片非常薄的金属铜箔线路，它必须平贴在待测物件上，原则上待测物必须是刚性材料，当待测物发生物理性的变形时就会带动【Strain Gauge】的「金属敏感栅」跟着变形，于是驱使「金属敏感栅」的电阻值发生相应的变化，通过「惠斯登电桥(Wheatstone bridge)」就可以量测到这个微小的阻值变化量，然后经过计算就可以得出变形量。

一般我们使用【应变量测系统】所量测出来的数值为【Micro-Strain(微应变)】，没有单位。假设原来一个长度为100mm的刚性物体，形变后长度变成了100.5mm，那么其应变量就是(100.5-100)/100=0.005，因为小数点容易混淆，于是将0.005×10⁶=500(Micro-Strain)，这样就比较好理解。

请注意，Micro-Strain这个数值有正负之分，忘记是正值往上负值往下，或刚好颠倒了，自己查询一下规格吧。

本文的范例为使用【Strain Gauge】量测一片电路板上BGA元件的应变分析，因为当初做产品摔落测试时发现有BGA锡裂的问题，所以使用应变计来量测应变发生的时机与应变量。

留意一下文章最上面的图片，会发现黑色的敏感栅应变计贴附在BGA的四个角落，因为【Strain Gauge】必须平贴于PCB上，所以其附近的零件都被事先去除了。

范例的应变的量测分成几个阶段，分别从组装时可能发生应变的步骤与产品摔落测试时的各个面向与稜边纪录其应变量。

1. 将PCBA锁附于塑胶机壳的应力分佈。
Fixture test result :(MIN:-140；MAX:198)

2. 将上下两个塑胶壳锁附在一起时的应力分佈。(共9颗螺丝)
Fixture test result :(MIN:-320；MAX:366)

3. 产品于各个面向跌落/摔落测试时的应力分佈。（跌落/摔落时的顺序为Bottom, Top, Right, Front, Left, Rear, R-R Edge, R-F Edge, L-F Edge, L-R Edge）

3-1, Bottom
Fixture test result :(MIN:-445；MAX:538)

3-2, Top
Fixture test result :(MIN:-946；MAX:719)

3-3, Right
Fixture test result 🙁MIN:-688；MAX:595)

3-4, Front
Fixture test result :(MIN:-408；MAX:363)

3-5, Left
Fixture test result :(MIN:-279；MAX:842)

3-6, Rear
Fixture test result :(MIN:-383；MAX:286)

3-7, Right-Rear Edge
Fixture test result :(MIN:-324；MAX:307)

3-8, Right-Front Edge
Fixture test result :(MIN:-447；MAX:479)

3-9, Left-Front Edge
Fixture test result :(MIN:-436；MAX:396)

3-10, Left-Rear Edge
Fixture test result :(MIN:-352；MAX:458)

以上数值没有说超过多少数值就会发生BGA锡裂的问题，就是确实反映出实际的应变量测值，有些公司会定义微应变的规格在【-450～+450】之内或【-500～+500】之内，端看各家的经验，总之先从应变量最大的地方查起总没错。

另外，这里有一篇豆丁网的文章【MLCC的Strain Gage Test的应用与案例分析】可以参考。

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延伸阅读：
[案例]BGA锡球裂开的机构设计改善对策
如何从设计端强化BGA以防止其焊点开裂？
陶瓷电容(MLCC)落下后破裂并掉落分析（应力）

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