板级循环弯曲试验

板级循环弯曲试验的主要目的包括：

• 评估 SMT 焊点在重复弯曲应力下的疲劳寿命

• 分析焊点在循环弯曲条件下的老化行为与失效模式

• 比较不同焊料合金、封装形式与 PCB 结构对疲劳应力的敏感度

• 提供产品结构设计、材料选用与可靠度验证的重要依据

此试验特别适用于 可携式电子、穿戴式装置、车用电子与高可靠度模组。

板级循环弯曲试验一般依据 JEDEC JESD22-B113（Board Level Cyclic Bend Test Method） 规范执行，规范定义了弯曲试验的几何配置、循环条件、位移控制方式以及失效判定准则，确保测试结果具备一致性与可比较性。

图｜板级循环弯曲试验（JESD22-B113）四点弯曲测试配置示意

测试方法｜四点弯曲架构下的循环载荷施加

板级循环弯曲试验通常採用 四点弯曲（4-Point Bend） 架构。试验时，电路板由两侧固定支撑（Support Span），并由上方两个可移动施力点（Load Span）施加弯曲载荷，使 PCB 中央区域形成稳定且可重复的弯曲应力分佈，试验以 位移控制或应变控制方式 进行，并以固定频率反复施加弯曲变形，使焊点承受交替拉伸与压缩应力，逐步累积疲劳损伤。

 

常见测试条件为（实际条件依产品应用与测试目的调整）：

• 弯曲频率：约 1 Hz

• 弯曲位移幅度：约 2 mm

图｜试验中焊点即时阻值量测曲线，显示良好焊点与疲劳失效焊点之差异

 

即时监测｜焊点疲劳劣化的电性量测

在整个循环弯曲试验过程中，通常会搭配 即时电阻监测系统（Multi Event Detector System, MEDS），持续量测焊点电阻变化，藉以追踪焊点由健康状态逐步进入疲劳失效的过程，即时量测曲线可清楚呈现：

• 稳定焊点于循环弯曲下的规律导通行为

• 焊点裂纹生成与扩展所导致的瞬断或阻值突升现象

失效判定准则｜循环弯曲下的焊点电性失效定义

板级循环弯曲试验的失效判定通常依据 JESD22-B113 规范进行，其判定方式为：当即时电阻监测系统侦测到 单次事件中电阻值大于 1000 Ω，且该事件首次出现在 1000 次弯曲循环内，并在随后 额外 100 次循环中再次发生至少 9 次电阻值大于 1000 Ω，且每次持续时间达 1 毫秒（ms）或以上，即可判定该焊点发生疲劳失效，严谨的判定方式可有效排除瞬间杂讯干扰，确保失效结果反映实际焊点疲劳破坏。

板级循环弯曲试验在产业中的实务应用包括：

• 手机、穿戴式装置按压与操作行为模拟

• 笔电、显示器等结构反复受力产品的可靠度验证

• 车用电子模组于行驶与震动环境下的疲劳评估

• 焊料合金、封装结构与 PCB 设计之耐久性比较

• 量产前焊点疲劳风险的提前揭露