Capteurs à jauges de contrainte

Les capteurs à jauges de contrainte sont de petits dispositifs servant à mesurer l'étirement d'une surface. Parfaitement collé sur la surface d'un PCB, le senseur s'étirera suivant l'étirement de la surface du PCB à cet endroit précis.

Ces dispositifs sont fabriqués à partir d'un élément métallique très mince dont la résistance électrique varie selon l'étirement ou la contraction. Sur l'image 3, un senseur installé au point A s'étirera et indiquera une valeur positive (ex : 600 microdéformations). Par contre un senseur installé au point B se contractera et indiquera une valeur négative (ex : -600 microdéformations). Les capteurs à jauges de contrainte sont unidirectionnels; c-à-d qu'ils donnent l'étirement selon un seul axe. Certains modèles superposés, tel qu'à l'image 4, peuvent donner l'étirement sur plusieurs axes simultanément. Utilisé adéquatement, le capteur à jauges de contrainte s'avère être un outil très précis et indispensable.

Installés à l'intérieur du gabarit pendant un essai sous vide, les capteurs à jauges de contrainte nous permettent d'obtenir une lecture en temps réel. Le graphique de « Strain vs Time » (graphique 1) que nous fournissons avec chaque analyse des contraintes représente l'évolution de l'étirement sur une période de 10 secondes. Pendant cette période, le vide est créé à l'intérieur du gabarit, puis annulé. Les trois courbes rouge, jaune et bleu représentent les trois différents axes des senseurs utilisés. La courbe noire représente l'étirement maximal calculé selon l'équation suivante :

MAX( |e1+e2-e3|, |e3| )

Typiquement, nous recommandons que l'étirement maximal soit sous 600 microdéformations en tout temps. Le niveau d'étirement est directement proportionnel au niveau de pression induit par la mise sous vide, soit entre 28 et 29 pouces de mercure.

Les capteurs à jauges de contrainte peuvent être installés à tout endroit où l'on s'attend à un étirement important dû à une concentration élevée de sondes. Une directive de l'IPC sur les tests avec capteurs à jauges de contrainte (3) est que tout composant BGA avec une taille plus grande ou égale à un pouce devrait être testé. Il convient d'installer des capteurs aux quatres coins du composant à tester. Si tous les composants BGAs sur la carte de circuits imprimés sont de moins d'un pouce, il est recommandé d'effectuer des mesures sur les trois plus gros composants.