전자 기기의 디지털 이미지 상관 관계

Digital image correlation for electronics

디지털 이미지 상관 분석은 재료 특성 특성, 변위 측정 및 변형률 매핑에 적용됩니다.이와 같이 DIC는 전자 부품과 시스템의 열역학적 거동을 평가할 때 점점 더 인기 있는 도구가 되고 있습니다.

CTE 측정 및 유리 전이 온도 식별

전자업계에서 DIC의 가장 일반적인 적용 분야는 열팽창계수(CTE) 측정입니다.DIC는 비접촉 풀필드 표면 기술이기 때문에 인쇄회로기판(PCB)의 유효 CTE 및 전자부품의 [1]개별 표면을 측정하는 데 이상적입니다.기판, 성형화합물 및 다이의 열팽창 효과가 복합적으로 작용하여 다른 실험 방법으로는 기판 표면에서 효과적인 CTE를 추정하기 어렵기 때문에 복잡한 집적회로의 특성을 파악하는 데 특히 유용합니다.DIC 기술을 사용하여 열 프로파일 동안 관심 영역에 걸친 온도의 함수로서 평균 면내 스트레인을 계산할 수 있습니다.그런 다음 선형 곡선 적합 및 기울기 계산을 사용하여 관측된 [2]영역에 대한 효과적인 CTE를 추정할 수 있습니다.납땜 피로의 구동 계수는 컴포넌트와 납땜 대상 PCB 간의 CTE 불일치인 경우가 많기 때문에 정확한 CTE 측정은 PCBA(프린트 회로 기판 어셈블리) 신뢰성 [1]메트릭을 계산하기 위해 필수적입니다.

DIC는 또한 [3]폴리머의 열적 특성을 특징짓는 데 유용하다.폴리머는 종종 전자 조립품에서 화분 화합물, 등각 코팅, 접착제, 성형 화합물, 유전체 및 언더필드로 사용됩니다.이러한 재료는 강성이 매우 다양하기 때문에 동적기계해석(DMA), 열기계해석(TMA) 등 시료에 하중을 전달하는 접촉기법으로는 열특성을 정확하게 측정하기 어렵다.이러한 재료의 정확한 CTE 측정은 특정 사용 사례에 따라 땜납 접합의 [4][5]신뢰성에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 중요합니다.예를 들어 QFN 아래에 견고한 컨포멀 코팅 또는 기타 고분자 캡슐화가 흐를 경우 열 사이클 중의 팽창 및 수축에 의해 납땜 접합부에 인장응력이 증가하여 [6]피로파괴를 촉진할 수 있습니다.

또한 DIC 기술을 통해 유리 전이 온도g(T)를 감지할 수 있습니다.유리 전이 온도에서 변형률 대 온도 그림은 기울기의 변화를 나타냅니다.

유리 전이 온도가 전자 부품 및 전자 부품이 사용되는 구성 요소의 작동 온도 범위 내에 있을 수 있는 고분자 재료의 경우 T 값을g 결정하는 것이 매우 중요합니다.예를 들어 일부 화분 재료는 유리 전이 영역에서 재료의 탄성 계수가 100배 이상 변화하는 것을 볼 수 있습니다.이러한 변경은 설계 프로세스에서 계획되지 않은 경우 전자 어셈블리의 신뢰성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

평면 외 컴포넌트 왜곡 페이지

3D DIC 기술을 사용하면 평면 내 [7][8]움직임과 평면 외 움직임을 추적할 수 있습니다.납땜 조인트 신뢰성 정량화를 위해 전자제품 패키징의 컴포넌트 레벨에서 면외 휘어짐이 특히 중요합니다.리플로우 중에 과도한 휘어짐은 컴포넌트의 가장자리를 보드에서 들어 올려 볼 그리드 어레이(BGA)[9]에 헤드인필러 결함을 발생시킴으로써 납땜 조인트에 결함이 발생할 수 있습니다.또한 휘어짐은 열 사이클 중에 가장자리 조인트에 인장응력을 가함으로써 적절한 조인트의 피로수명을 단축할 수 있습니다.

열역학적 변형률 매핑

PCBA가 과도하게 구속되면 열팽창 시 발생하는 열기계적 응력은 개별 부품과 전체 조립 신뢰성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 보드 변형을 일으킬 수 있습니다.영상 상관 기술의 전체 필드 모니터링 기능을 통해 열 프로필 중 PCBA와 같은 변위 유발 이벤트 [10]시 검체 표면의 변형률 크기와 위치를 측정할 수 있습니다.이러한 "변형 지도"를 통해 전체 관심 영역에 걸쳐 변형률 수준을 비교할 수 있습니다.신장계 및 변형률 게이지와 같은 많은 기존 이산 방법에서는 변형률의 국소 측정만 허용하므로 더 큰 관심 영역에 걸쳐 변형률을 효율적으로 측정할 수 없습니다.DIC 기법은 낙하 충격 시험과 같은 순수 기계적인 사건으로부터 전자 어셈블리의 [11]변형률 지도를 생성하는 데도 사용되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b Akman, Josh. "The Value of Digital Image Correlation in Electronic Design and Root Cause Analysis". DfR Solutions.
  2. ^ Flament, C.; Salvia, M.; Berthel, B.; Crosland, G. (July 2013). "Digital Image Correlation Applied to Thermal Expansion of Composites". 19th International Conference on Composite Materials (ICCM-19).
  3. ^ Diaz, Jairo A.; Moon, Robert J.; Youngblood, Jeffrey P. (2014). "Contrast Enhanced Microscopy Digital Image Correlation: A General Method to Contact-Free Coefficient of Thermal Expansion Measurement of Polymer Films". ACS Applied Materials & Interfaces. 6 (7): 4856–4863. doi:10.1021/am405860y. PMID 24650286.
  4. ^ Caswell, Greg. "Coatings and Pottings: A Critical Update" (PDF).
  5. ^ Hillman, Craig; Blattau, Nathan (November–December 2012). "Designing and Qualifying Chip-Scale Packages" (PDF). Chip Scale Review. 16 (6): 32–35.
  6. ^ Serebreni, Maxim; Blattau, Nathan; Sharon, Gilad; Hillman, Craig. "Effect of Encapsulation Materials on Tensile Stress during Thermo-Mechanical Cycling of Pb-Free Solder Joints" (PDF). Retrieved 18 October 2017. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  7. ^ Sutton, Michael A.; Orteu, Jean-Jose; Schreier, Hubert W. (2009). Image Correlation for Shape, Motion and Deformation Measurements. New York, NY: Springer Science+Business Media LLC. pp. 1307–137. ISBN 978-0-387-78747-3.
  8. ^ Schmidt, Tim. "Semiconductor (Microelectronics) Applications Overview" (PDF). Trilion Quality Systems. Retrieved 24 April 2018.
  9. ^ Niu, Yuling; Wang, Huayan; Shao, Shuai; Park, S.B. (2016). "In-Situ Warpage Characterization of BGA Packages with Solder Balls Attached During Reflow with 3D Digital Image Correlation (DIC)". IEEE Electronic Components and Technology Conference (ECTC).
  10. ^ Bailey, Daniel. "Full Field Strain" (PDF). Instron.
  11. ^ Scheijgrond, P.L.W.; Shi, D.X.Q.; van Driel, W.D.; Zhang, G.Q.; Nijmeijer, H. (2005). "Digital Image Correlation for Analyzing Portable Electronic Products during Drop Impact Tests". IEEE Electronic Packaging Technology, 2005 6th International Conference: 121–126. doi:10.1109/ICEPT.2005.1564683. ISBN 0-7803-9449-6. S2CID 22636067.