关闭菜单
计量NEWS
  • 首页
  • 新闻
    • 行业快讯
      • 头条新闻
      • 精选资讯
      • 通知公告
    • 专题报道
      • 编辑推荐
      • 商业专题
      • 技术前沿
    • 应用案例
      • 客户案例
      • 行业解决方案
    • 活动与培训
      • 活动日历
      • 活动报道
      • 线上研讨会
      • 2026年度奖项评选
    • 计量月刊
    • 计量周报
  • 计量技术与设备
    • 接触式测量
      • 三坐标测量机
      • 接触式测头与关节臂
      • 手持便携测量设备
      • 夹具与固定装置
    • 光学与非接触式测量
      • 三维扫描系统
      • 激光跟踪仪
      • 摄影测量
      • 影像测量系统
      • 光学干涉仪
      • 光学检测传感器
      • 激光雷达
    • 工业CT与X射线检测
      • 工业CT
      • 二维X射线检测系统
    • 表面光洁度仪与量具
      • 表面光洁度仪
      • 量具
  • 工业自动化
    • 多传感器测量系统
    • 自动化应用
  • 新兴技术
    • 具身智能
    • 人工智能 AI+
  • 软件
    • 测量分析与检测软件
    • 数据处理与编辑软件
    • 逆向工程与三维设计软件
    • 质量管理系统
  • 行业应用
    • 航空航天
    • 汽车工业
    • 精密电子
    • 重工能源
    • 机械制造
    • 科研医疗
    • 新兴产业
  • 知名企业
    • 蔡司工业
    • 先临三维
    • 天准科技
    • 博力加 PolyWorks
热门文章

大尺寸客车车身,如何实现全工序精密检测?

2026年10月6日

Orchid客户案例:全域数字化检测解决方案,赋能骨科植入物高精度量产质控

2026年9月29日

大型机床空间误差补偿 VEC – Volumetric Error Compensation

2026年9月28日

启源视觉发布Apex 3D工业级手持三维扫描仪正式发布

2026年9月28日

机械行业案例 | 如何通过三维扫描实现一台 8.5 兆瓦的电动马达的逆向工程

2026年9月24日

Artec 3D推出Artec Neo,实现公差驱动三维计量

2026年9月24日
Facebook 推特 Instagram
  • 关于我们
  • 联系我们
  • 注册
  • 登录
计量News国际站
计量NEWS
  • 首页
  • 新闻
    • 行业快讯
      • 头条新闻
      • 精选资讯
      • 通知公告
    • 专题报道
      • 编辑推荐
      • 商业专题
      • 技术前沿
    • 应用案例
      • 客户案例
      • 行业解决方案
    • 活动与培训
      • 活动日历
      • 活动报道
      • 线上研讨会
      • 2026年度奖项评选
    • 计量月刊
    • 计量周报
  • 计量技术与设备
    • 接触式测量
      • 三坐标测量机
      • 接触式测头与关节臂
      • 手持便携测量设备
      • 夹具与固定装置
    • 光学与非接触式测量
      • 三维扫描系统
      • 激光跟踪仪
      • 摄影测量
      • 影像测量系统
      • 光学干涉仪
      • 光学检测传感器
      • 激光雷达
    • 工业CT与X射线检测
      • 工业CT
      • 二维X射线检测系统
    • 表面光洁度仪与量具
      • 表面光洁度仪
      • 量具
  • 工业自动化
    • 多传感器测量系统
    • 自动化应用
  • 新兴技术
    • 具身智能
    • 人工智能 AI+
  • 软件
    • 测量分析与检测软件
    • 数据处理与编辑软件
    • 逆向工程与三维设计软件
    • 质量管理系统
  • 行业应用
    • 航空航天
    • 汽车工业
    • 精密电子
    • 重工能源
    • 机械制造
    • 科研医疗
    • 新兴产业
  • 知名企业
    • 蔡司工业
    • 先临三维
    • 天准科技
    • 博力加 PolyWorks
计量NEWS
首页»新闻»板弯、锡裂、贴装偏移?DIC技术摸清PCB热变形测量规律

板弯、锡裂、贴装偏移?DIC技术摸清PCB热变形测量规律

新闻 2026年7月2日217 查看

印刷电路板(PCB)是电子设备的核心基础载体,兼具电气互联与物理承载双重功能:既负责导通板电路连接,又承担电阻器、电容器、微芯片等电子元器件的固定作用。凭借轻量化、小型化的显著优势,PCB已渗透至几乎所有电子设备中。

在高温工况下,PCB与焊接元件易因热膨胀系数(CTE)不匹配产生热变形,进而诱发焊点疲劳、连接失效等可靠性问题。因此,热载荷测试已成为评估PCB服役性能的关键环节。本案例通过新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统,量化分析热载荷对PCB及所载元件的变形影响,为其可靠性设计提供数据支撑。

常规DIC的测量瓶颈

热环境干扰

高温空气扰动引起图像畸变,热辐射导致散斑涂层性能退化,且设备自身存在热漂移误差。

引入折射畸变

常规DIC加装隔热玻璃会引入折射畸变,进一步加大匹配误差,计算出来的应变、翘曲数据失真。 

温度波动膨胀误差

炉内升温、降温速率快,支架、夹具、载台自身热胀冷缩,传统DIC难以区分工装整体位移和PCB自身真实变形。

热翘曲变形DIC测量方案

XTDIC三维全场应变测量系统,通过耐高温散斑制作、刚体位移自动剔除算法、观察窗畸变校正模块等技术,可精准分析电路板面内位移、面内应变、Z向离面翘曲位移,提取最大挠度、整体扭曲量、分区拱起凹陷数据,解析翘曲诱发贴装偏移的机理。

热环境DIC测量精度保障

  • 主动温控光学窗:冷热台石英玻璃视窗+闭环冷却系统,维持表面温度<50°C,消除热气流折射畸变。
  • 抗高温散斑:氧化铝基陶瓷涂层(耐温>300°C),粒径2-5μm,高温下散斑稳定性>99%。
  • 热漂移实时补偿:基于高温箱内固定陶瓷基准点的位置校正算法,漂移误差<0.5μm。
  • 多波段LED冷光源: 在相机前加装窄带滤光片,抑制热辐射干扰,大幅提升信噪比。
  • 刚体位移自动剔除算法:DIC软件依托全局参考点运算逻辑,仅保留PCB板材自身真实三维变形场,高低温循环、多批次重复性试验数据一致性更强。

PCB电路板热翘曲测量

1、试验前准备

散斑制备:在PCB计算区域(黑色部分)喷涂耐高温散斑漆,确保在125℃下不脱落、不褪色;

系统标定:XTDIC三维全场应变测量系统,快速完成在室温下完成双目系统标定,获取初始内外参数;

热漂移预标定:在软件层面进行温度历程标定,建立漂移补偿模型;

试件安装:将PCB水平放置于高温箱内支撑架上,确保自由变形边界条件。

2、温度控制与数据采集

试验采用阶梯升温-保温-降温的温控策略:

室温(基准状态)→ 85℃(保温一段时间)→ 最高温125℃(保温一段时间)→ 室温(恢复状态)

在每个温度节点:

等待箱内温度稳定(波动<±0.5℃);开启LED照明,调节亮度至最佳成像;

双目相机同步采集图像,进行多帧平均;实时执行热漂移校正算法,输出校正后的三维形貌。

3、试验结果与分析

PCB关键点位移分布

XTDIC三维应变测量系统获取了PCB在以下四个温度状态下的全场三维位移分布:

室温(基准)

作为零位移参考基准,以下位移图显示初始平整状态,单点位移标准差<0.3μm。

温度在85℃,受热后产生明显的热膨胀与翘曲,板件中心区域呈”碗状”隆起,最大位移约15μm。

温度在125℃(最高温),翘曲变形达到最大值,中心区域位移增至约35μm,边缘区域因约束存在反向弯曲。

室温(恢复),降温后部分变形恢复,但中心区域残留约5μm永久变形,提示基材发生粘弹性蠕变。

对角截线位移分析

提取PCB对角截线方向的Out-of-Plane位移数据:

温度对角截线最大翘曲量变形特征
室温0 μm(基准)近似平直
85℃~15 μm中心隆起,呈抛物线分布
125℃~35 μm隆起加剧,边缘出现轻微下凹
恢复室温~5 μm不可逆残余变形,分布形态与高温时相似但幅值减小

分析结论:PCB的翘曲变形随温度升高呈非线性增长,且在高温恢复后存在不可恢复的残余翘曲,提示在125℃时已接近材料粘弹性转变区。

PCB热变形测量试验总结

采用新拓三维XTDIC三维全场应变测量系统,搭配冷热台,构建了“硬件隔离+软件补偿+图像增强”三位一体的热漂移校正体系,将电路板热变形翘曲的测量精度提升至μm量级,满足了电子封装领域对高精度热变形测量的苛刻需求。

1、多层次热漂移校正技术体系:构建了”硬件隔离+软件补偿+图像增强”的完整技术方案,将高温环境下的系统热漂移控制在亚微米级,突破了显微DIC高温测量精度瓶颈;

2、全过程温度历程可追溯:通过阶梯式温控与同步图像采集,结合实时漂移校正,完整记录了PCB从室温→高温→室温的全历程真实变形数据;

3、定量化的翘曲评估能力:通过对角截线位移分析与单点追踪,精确量化了PCB在不同温度下的翘曲量及残余变形,为电子产品的热可靠性设计提供了关键数据支撑。

该技术方案为电子封装、功率器件、MEMS等领域的高温变形测量提供了可靠、精准、可推广的解决方案,具有重要的工程应用价值与学术科研参考意义。

文章转自新拓三维官方公众号,如有侵权,请联系删除。

计量news,精观天下
质量控制
上一篇文章两种方式同一测量循环,效率近乎翻倍 | XO+RT转台方案赢在哪里?
下一篇文章 从模型到测量:计量软件如何驱动基于 MBD 的数字主线
Hope
Hope

    相关文章

    手持便携测量设备

    大尺寸客车车身,如何实现全工序精密检测?

    2026年10月6日
    客户案例

    大型机床空间误差补偿 VEC – Volumetric Error Compensation

    2026年9月28日
    机械制造

    机械行业案例 | 如何通过三维扫描实现一台 8.5 兆瓦的电动马达的逆向工程

    2026年9月24日
    留言 取消回复

    最新精选

    大尺寸客车车身,如何实现全工序精密检测?

    2026年10月6日

    Orchid客户案例:全域数字化检测解决方案,赋能骨科植入物高精度量产质控

    2026年9月29日

    大型机床空间误差补偿 VEC – Volumetric Error Compensation

    2026年9月28日
    热门文章

    国产三坐标走向世界,为何这么难?

    1,902 查看

    蔡司百年美国之路:从精密光学到引领全球科技创新

    1,538 查看

    最近十年,三坐标、扫描仪、工业CT等如何从实验室走向产线,变得更便携?

    1,410 查看
    最新热门

    国产三坐标走向世界,为何这么难?

    2026年2月14日1,902 查看

    蔡司百年美国之路:从精密光学到引领全球科技创新

    2025年12月16日1,538 查看

    最近十年,三坐标、扫描仪、工业CT等如何从实验室走向产线,变得更便携?

    2026年3月25日1,410 查看
    最新精选

    大尺寸客车车身,如何实现全工序精密检测?

    2026年10月6日

    Orchid客户案例:全域数字化检测解决方案,赋能骨科植入物高精度量产质控

    2026年9月29日

    大型机床空间误差补偿 VEC – Volumetric Error Compensation

    2026年9月28日

    订阅计量News

    通过提交信息,您将加入计量News的专业网络,第一时间掌握行业动态。

    请在浏览器中启用JavaScript来完成此表单。
    隐私声明 *
    加载
    • 首页
    • 关于我们
    • 联系我们
    • 隐私政策与服务条款
    • 计量News国际站
    © 2026 计量News 版权所有 浙ICP备2025204930号 sitemap

    键入关键词,并按 Enter 键进行搜索。按Esc取消。

    订阅

    订阅计量News,及时获取工业计量与智能制造领域的重要资讯、行业趋势与深度内容。

    请在浏览器中启用JavaScript来完成此表单。
    隐私声明 *
    加载
    微信公众号

    关注微信公众号

    微信公众号二维码

    扫描二维码关注我们

    微信视频号 视频号

    关注视频号

    微信视频号

    扫描二维码关注我们

    资料下载
    联系我们

    联系我们

                       

    邮箱:contact@metrologynews.cn

    电话:17376579771

    微信

    返回顶部