印制板弯曲强度测试方法和标准

发布时间:

2023-08-26 00:00

印制板弯曲强度怎么测?用什么标准?印制板在制造、安装和使用过程中会受到弯曲载荷,弯曲强度是评价其机械性能的重要指标。本文讲清印制板和弯曲强度的概念、测试标准、三点弯曲测试方法、三点弯曲和四点弯曲的区别、注意事项。

26、印制板弯曲强度测试方法和标准

01 印制板和弯曲强度的概念

印制板(PCB)以覆铜板为基础材料加工而成,是电子元器件电气连接的提供者。弯曲强度(Flexural Strength)是材料在弯曲载荷作用下抵抗断裂或塑性变形的能力,也叫抗弯强度。印制板在插件、焊接、安装固定、热应力等过程中会受到弯曲载荷,弯曲强度是评价印制板机械性能的重要指标。弯曲强度测试通常采用三点弯曲或四点弯曲方法。

塑料,弯曲试验 (2)

02 测试标准

IPC-TM-650 2.4.4是印制板弯曲强度测试方法(Flexural Strength of Printed Wiring Materials),是印制板行业的国际通用标准;GB/T 4722是印制板用刚性覆铜箔层压板试验方法,包含弯曲强度测试;GB/T 1449是纤维增强塑料弯曲性能试验方法;ISO 178、ASTM D790是塑料弯曲性能的测定标准,技术要求与GB/T 1449基本一致。

03 测试方法(三点弯曲)

试样制备:从印制板或覆铜板上截取矩形试样,长度约80mm,宽度约25mm(或按标准要求),试样厚度为原板厚度(通常0.5mm、1.0mm、1.6mm、2.0mm等)。试样边缘应光滑无毛刺、无缺口、无分层、无损伤,试样数量通常5个以上。

跨距选择:跨距L通常为试样厚度h的16倍(L=16h),这是最常用的跨距比;对于较薄的试样,跨距比可调整为32:1或40:1。跨距应精确测量,误差不超过±0.5%。

测试条件:测试速度通常2mm/min(GB/T 1449、ISO 178规定);测试环境23±2℃、50±5%RH,试样状态调节至少24小时;压头半径通常5mm,支座半径通常2mm或5mm。

测试步骤:将试样放置在两个支座上,试样中心对准压头;以规定速度匀速加载,记录力值和挠度;绘制力-挠度曲线,直到试样断裂或达到规定挠度;计算弯曲强度和弯曲弹性模量。

计算公式:三点弯曲强度σ=3FL/(2bh²),其中F为最大力,L为跨距,b为试样宽度,h为试样厚度;弯曲弹性模量E=L³ΔF/(4bh³Δs),其中ΔF为弹性段力增量,Δs为对应的挠度增量。

04 三点弯曲和四点弯曲的区别

三点弯曲:试样在两个支座上,压头在中心加载,最大弯矩在中心,试样在中心断裂,适用于均匀材料,操作简单。

四点弯曲:试样在两个支座上,两个压头在1/3和2/3位置加载,中间1/3段弯矩恒定,试样可能在任意位置断裂,适用于非均匀材料或检测缺陷。

印制板通常采用三点弯曲,因为其结构相对均匀,三点弯曲操作简单。

05 注意事项

试样制备:边缘光滑无毛刺、无缺口、无分层,尺寸精确测量;跨距选择:跨距比通常16:1,薄试样可调整;对中:试样中心对准压头,避免偏斜受力;测试速度:匀速加载,速度按标准要求;压头和支座:半径符合标准要求,表面光滑无损伤;试样数量:通常5个以上,取平均值;状态调节:23±2℃、50±5%RH环境下状态调节至少24小时;铜箔处理:测试基材弯曲强度时通常去除铜箔,测试整板弯曲强度时保留铜箔,应在报告中注明;数据处理:弯曲强度按公式计算,报告注明测试方向(纵向/横向)、跨距、速度、铜箔处理情况。

06 BOYI 2025电子万能试验机

印制板弯曲强度测试需要精确的力值和挠度测量,以及稳定的速度控制。广州鲲鹏仪器有限公司生产的BOYI 2025电子万能试验机,试验力示值误差≤±0.3%(传感器容量1/1至1/100范围),横梁速度精度为显示值的±0.1%以内,速度范围0.001—1000mm/min无级设定,可稳定覆盖弯曲测试常用的2mm/min速度;位移显示分辨率达0.01µm,数据采集频率达1kHz(2025型)至5kHz(2025A型),可精确记录力-挠度曲线。可配套三点弯曲夹具和四点弯曲夹具,配合Smartest软件自动计算弯曲强度和弯曲弹性模量,为印制板弯曲性能测试提供可靠平台。

电子万能试验机44

结语

印制板弯曲强度测试主要参考IPC-TM-650 2.4.4、GB/T 4722、GB/T 1449(等同ISO 178、ASTM D790)标准,通常采用三点弯曲方法。试样长度约80mm宽度约25mm,跨距为厚度的16倍,测试速度2mm/min,23±2℃/50±5%RH环境下状态调节至少24小时,弯曲强度σ=3FL/(2bh²)。印制板通常采用三点弯曲,结构相对均匀操作简单。测试时注意试样边缘光滑无缺陷、对中良好、压头和支座半径符合标准、测试5个以上试样取平均,报告注明测试方向、跨距、速度、铜箔处理情况。

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