正弦振動載荷下印制電路板共振原因分析

張仲強 葛宇申 王偉彬 黃薛青 / 上海市計量測試技術研究院

0 引言

隨著電子產品的集成度不斷提高，印制電路板組件（PCBA）的應用范圍越來越廣，對環境適應性的要求更加嚴酷。研究結果表明，振動是導致印制電路板失效的主要因素，系統的穩定性主要由PCBA對振動的敏感性而決定[1]。佘陳慧等學者[2]對隨機振動下不同結構參數的PCBA可靠性研究，探討了焊點位置、焊點材料、PCBA厚度、焊點高度對其振動可靠性的影響。劉芳等學者[3]通過有限元模擬軟件模擬PCBA在隨機振動激勵下的動力學響應，獲得焊點內部的應力應變等變化規律。何敏[4]研究了PCBA的板厚、芯片布局等結構參數和隨機振動譜型變化對其焊點振動疲勞壽命的影響。劉昌儒等學者[5]對某航天產品內部的PCBA進行了正弦振動和隨機振動的加速度響應和應力響應分析，探究了其焊腳處的力學載荷特性。

目前，對振動作用下不同結構參數的PCBA的振動特性進行了大量研究，但在PCBA的結構參數確定的情況下，對其振動特性及采取減振措施降低焊點所受的動態應力水平的內容，還缺乏比較深入的研究。為了評價PCBA在振動載荷作用下的可靠性，本文采用正弦振動方法對其振動特性進行研究，分析PCBA產生共振的原因，為PCBA的振動控制提供依據，從而保證整個電子設備的可靠性，并滿足設備的工作要求。因此，對PCBA進行振動特性分析及振動控制展開研究是十分有必要的。

1 振動特性分析

1.1 試驗樣品

試驗所選用的PCBA主要應用于某電梯產品中的控制電路，其尺寸為255 mm×240 mm，如圖1所示。……