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PCB电路板振动测试标准流程与方法

  • 2025-05-15 09:16:00
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一、测试前准备

  1. 设备选择
    根据PCB尺寸和测试要求选择振动台类型。机械振动台适合常规测试,电磁振动台可模拟高频振动。设备需满足以下参数:

    • 频率范围:5Hz-2000Hz(常规)或更高(特殊需求)

    • 最大加速度:5g-30g(根据应用场景调整)

    • 振幅范围:0.5mm-5mm

  2. 样品固定
    使用夹具将PCB固定在振动台中心,确保受力均匀。夹具材料需与PCB热膨胀系数匹配,防止测试中产生额外应力。

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二、测试参数设置

  1. 振动方向

    • 垂直方向:模拟运输中的上下震动

    • 水平方向:检测PCB侧面连接可靠性

    • 倾斜方向:评估复杂安装环境下的稳定性

  2. 测试模式

    • 定频测试:固定频率持续振动(如35Hz持续2小时)

    • 扫频测试:按频率范围逐步扫描(如10Hz-55Hz,每分钟1倍频程)

    • 随机振动:模拟道路颠簸等不规则震动(功率谱密度0.01-0.1g²/Hz)

  3. 测试时长

    • 常规测试:每个轴向1小时

    • 高强度测试:连续运行24小时(需监控温升)

三、测试执行步骤

  1. 初始检查
    记录PCB外观、焊点状态和电气性能参数(如导通电阻、绝缘阻抗)。

  2. 振动测试

    • 启动设备前确认参数设置无误

    • 分阶段增加负载至额定值

    • 实时监测振动台位移和加速度数据

  3. 过程监控

    • 每15分钟记录一次振动数据

    • 观察PCB是否有异响、部件脱落或焊点开裂

四、测试后检测

  1. 外观检查

    • 显微镜下观察焊点裂纹(放大倍数≥50倍)

    • 检查元器件是否移位(位移量>0.5mm需报废)

  2. 电性能测试

    • 使用飞线测试仪检测断路/短路

    • 高频信号测试(5GHz以上)验证阻抗稳定性

  3. X-ray检测

    • 检测BGA封装焊点内部缺陷

    • 分析多层板内层线路断裂情况

五、测试标准参考

  1. 国际标准

    • IEC 60068-2-6:正弦振动测试方法

    • MIL-STD-810G:军用设备振动测试规范

  2. 行业规范

    • 汽车电子:AEC-Q100要求振动测试后功能正常

    • 航天设备:IPC-A-600规定孔环宽度≥0.05mm

六、常见问题处理

  1. 焊点开裂

    • 原因:振动频率接近焊点固有频率

    • 解决:增加焊点补强(底部填充胶)

  2. 元器件脱落

    • 原因:固定胶失效或焊盘尺寸不足

    • 解决:扩大焊盘面积(增加20%)

  3. 线路断裂

    • 原因:过孔周围应力集中

    • 解决:过孔边缘增加泪滴焊盘

七、测试设备参数

设备类型关键参数适用场景
电磁振动台频率0.01-5000Hz高频随机振动测试
机械振动台最大推力2200kgf低频共振测试
混合振动台支持正弦+随机复合振动复杂环境模拟


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