数字图像相关 (电子学)

数字图像相关（digital image correlation，DIC）分析在材料性质表征、位移测量和应变制图中都有应用。因此，在评估电子元件和系统的热力学行为时，DIC正成为一种日益流行的工具。

 CTE测量与玻璃转化温度识别 
DIC 在电子行业中最常见的应用是测量热膨胀系数（CTE）。由于它是一种非接触式、全场表面技术，DIC非常适合测量印制电路板（PCB）以及电子元件各个表面的有效CTE。它对于表征复杂集成电路的特性特别有用，因为基板、封装材料和芯片的综合热膨胀效应，使得其他实验方法很难估算基板表面的有效CTE。DIC技术可用于计算在热循环过程中，感兴趣区域内平均面内应变随温度变化的关系。随后通过线性拟合和斜率计算，即可估算出所观察区域的有效CTE。由于的主要驱动因素通常是元件与焊接它的PCB之间的CTE不匹配，因此准确的CTE测量对于计算印刷电路板组件（PCBA）的可靠性指标至关重要。

DIC还可用于表征聚合物的热学特性。聚合物在电子组装中常被用作灌封胶、三防膠、胶粘剂、塑封料、介電質和底部填充料（underfill）。由于这类材料的刚度变化很大，使用会将载荷传递给试样的接触式技术（如（DMA）和（TMA））来准确测定其热特性，很难保持一致性。精确的CTE测量对这些材料非常重要，因为根据具体的使用案例，这些材料的膨胀和收缩会极大地影响焊点的可靠性。例如，如果硬质保形涂层或其他聚合物封装材料流到了QFN下方，其在热循环过程中的膨胀和收缩会增加焊点的拉应力，并加速疲劳失效。

DIC技术还可以检测玻璃化转变温度（Tg）。在玻璃化转变温度下，应变与温度的关系曲线斜率会发生变化。

对于玻璃转化温度可能处于电子组件和元件工作温度范围内的聚合物材料，确定Tg至关重要。例如，一些灌封材料在玻璃转化区域的弹性模量变化可达100倍或更多。如果在设计过程中没有考虑到这些变化，可能会对电子组件的可靠性产生严重影响。

 元件面外翘曲 
应用3D DIC技术时，除了面内运动外，还可以追踪面外运动。在电子封装的元件层面，面外翘曲对于焊点可靠性的量化评估尤为重要。回流过程中的过度翘曲会导致元件边缘抬离电路板，从而在球柵陣列封裝（BGA）中产生枕頭效應，造成焊点缺陷。翘曲还会在热循环期间向边缘焊点施加拉应力，从而缩短原本合格焊点的疲劳寿命。

 热机械应变图 
当PCBA受到过约束时，热膨胀引起的热力学应力会导致电路板产生应变，进而对单个元件及整体组件的可靠性产生负面影响。图像相关技术的全场监测能力允许在发生位移的事件（如热循环过程中的PCBA）期间，测量试样表面的应变大小和位置。这些“应变图”可以对完整感兴趣区域内的应变水平进行比较。许多传统的离散方法，如和应变片，仅能进行局部的应变测量，限制了它们在大面积感兴趣区域高效测量应变的能力。DIC技术还被用于生成电子组件在纯机械事件（如跌落冲击测试）中的应变图。

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 玻璃转化


 参考