电路板基材断裂标称应变实验
电路板基材断裂标称应变实验通过测定断裂瞬间的相对伸长比例,评估材料的韧性和抗机械应力能力,为选型和工艺优化提供关键数据。
需要说明的是,JESD22-A103 是针对半导体器件高温存储寿命的标准,主要关注高温环境下器件的电性能和结构稳定性,并不涉及电路板基材断裂标称应变实验。
电路板基材的力学性能测试(包括断裂标称应变)通常参考其他标准,比如 IPC 相关规范。
以下从实验逻辑角度,介绍电路板基材断裂标称应变实验的一般过程:
这类实验的核心是测定电路板基材在断裂瞬间的标称应变,以此评估基材在受力变形时的抵抗能力,反映其韧性或脆性特征,对判断基材在加工、安装或使用过程中抵抗机械应力的能力有重要意义。
实验前,需制备符合规格的样品。通常将电路板基材切割成特定形状的试样,比如矩形长条状,试样的尺寸(长度、宽度、厚度)需保持一致,尤其是工作段(即中间受力的关键部分)的尺寸要精确,避免因尺寸差异影响应变计算。
同时,要确保试样表面无明显缺陷(如划痕、裂纹、气泡),以免这些缺陷成为应力集中点,导致实验结果失真。
测试前,需对样品进行预处理,一般在标准环境(如温度 23℃、相对湿度 50% 左右)中放置一段时间,让基材状态稳定。
若有特殊需求(如模拟高温或低温工况),也会在相应环境下进行预处理,再进行测试。
实验通常使用万能材料试验机。测试时,将试样两端固定在试验机的夹具上,确保夹持牢固且试样轴线与拉力方向一致,避免出现偏载(即受力方向偏离试样中心,导致测试结果不准确)。之后,试验机以设定的速度对试样施加轴向拉力,使试样逐渐被拉伸。
在拉伸过程中,通过试验机配套的测量系统(如引伸计)实时监测试样工作段的变形量。
引伸计会记录试样在受力过程中的伸长量,随着拉力增大,试样逐渐变形,直至发生断裂。
断裂瞬间对应的伸长量与试样原始工作段长度的比值,即为断裂标称应变(通俗理解为断裂时的相对伸长比例)。
实验中需注意,夹具的夹持力要适中 —— 过松会导致试样打滑,无法准确测量变形;
过紧则可能在夹持部位造成局部损伤,使断裂位置出现在夹持处而非工作段,影响结果有效性。
此外,拉伸速度需保持稳定,不同速度可能会影响测试结果(比如高速拉伸下材料可能更易脆性断裂,应变值偏小),因此需按标准或实际需求设定固定速度。
对于同批次基材,需进行多次平行实验(通常至少 5 个试样),去除异常值后取平均值作为该基材的断裂标称应变参考值。
若某批基材的断裂标称应变值较高,说明其在断裂前能承受较大的相对变形,韧性较好;若值较低,则表明材料较脆,受外力时易发生突然断裂。
通过这类实验,可评估电路板基材的力学可靠性。
例如,用于柔性电路板的基材需有较高的断裂标称应变,以适应反复弯曲的使用场景;
而刚性基材虽对韧性要求稍低,但也需满足一定应变值,避免在安装时因轻微受力而断裂。
实验结果还能为基材选型、生产工艺优化提供依据。
若某基材应变值不达标,可能需要调整材料配方(如增加增强纤维比例)或改进生产流程(如优化压制工艺)。