二、分板工艺因振动产生的元器件失效现象如何判定
2.1元器件失效现象
小结：
以上振动产生的失效都有个共同特点，就是断裂面粗糙不平，有一定的褶皱，这是金属疲劳典型体现。
2.2常见失效元器件类型
以下图五是图一和图二对应元件图片和引脚，图六为图三和图四对应的元件图片和引脚。这类元器件的封装都有两个共同特点，一是引脚细小或平薄，二是引脚有一定的悬空并非完全固定压实。这在元器件受到振动时，很容易引发共振而失效，因此这类元器件也可以称为“振动敏感元器件”。
左边为图五，右边为图六
2.3振动图谱类型
频域振动图谱：横轴系列为频率（单位：Hz赫兹），纵轴坐标为振幅或叫加速度（单位为重力加速度g=9.8m/s^2），例图中显示X、Y、Z三方向的振动图谱。
2.4振动如何测量
三、分板工艺振动产生的原因和主要因素
3.1分板工艺振动产生的原因
本文均以离线式分板机（半自动分板机）为例,以下是分板工艺振动产生的示意图。铣刀在切割过程由于高速旋转（可达50000转/分），铣刀刀刃会让电路板产生剧烈振动并传导到各个元器件，甚至会使一些元器件结构中的部件产生共振而损坏。
为了解释铣刀分板过程中产生的振动，左边示意图显示铣刀分割电路板的施力图，以其中一个刀刃受力方向为例。铣刀刀刃施力方向和铣刀旋转方向不一致，会产生一个拨动电路板向右的力。每个刀刃不停地高速拨动电路板就会电路板产生剧烈振动，并传导给电路板上的元器件。
考虑到铣刀是由主轴驱动的，同时主轴（下图十绿色线体部分）与铣刀之前有个媒介-“夹头”（如下图十的青色填充部分），因此夹头对铣刀的夹持的是否牢固也会造成铣刀在旋转过程中的摆动（如图十一）。当然，主轴对夹头的固定情况也决定了夹头的稳定性。
3.2分板工艺振动产生的主要因素
根据上文的论述，分板工艺振动产生的主要因素有：
1）铣刀：刀刃几何形状设计；
2）铣刀的使用寿命设定；
3）夹头使用寿命及保养：夹持力异常或里面有粉尘等会造成无法夹紧铣刀；
4）主轴使用寿命：主轴异常（通常是拉杆螺牙滑丝）造成无法把夹头拉紧；
5）分板夹具：分板过程中电路板的固定（通常是夹具）改变了振动的传导率。一般对电路板的夹持越紧，振动传导率越高，电路板上元器件的振动越强。反之，振动传导率越低，电路板上元器件的振动越弱。
7）元器件的组装方式：元器件如何组装在电路板上会影响其振动。
8）原材料：元器件本身的结构影响振动产生的影响程度。
四、如何减少分板工艺振动产生的元器件失效
减少分板工艺振动产生的元器件失效，可以从两个方面入手，一是减少频谱（如上文2.3所说接下来均以频域图谱来分析阐述）的整体振动振幅峰值；二是避开（或减少）共振频率的振幅峰值而非控制整体振幅峰值。
4.1减少整体振动振幅峰值
如下面图十二，对应元器件共振频繁为6000Hz和10000Hz，相对图八整体振幅峰值都低了，但是共振点峰值并未变化。由于图谱整体峰值下降了，就算是有频率振动峰值的漂移仍安全，相对产品质量来说这是最安全的控制方法。
注意：此案相对工艺控制来说，难度相当大，成本也相当高，部门或工厂需要评估是否划算。
常用的工艺控制方法有：
1）改善铣刀刀刃的几何形状:由于铣刀的振动主要是由于刀刃与铣刀旋转角度不同造成的，因此可以优化铣刀的后角使刀刃与旋转角度最小或一致。其中图十三相对图十四来讲，图十四会更稳定些，铣刀不容易崩刃，也是常用的方案。
2）设定合理的铣刀寿命：铣刀磨损达到一定程度，刀刃的切削力变差，铣刀和电路板的接触力变大，振动变大。另外，对于分段使用铣刀，靠近刀柄的那一段刀刃（如下图“5”），由于铣刀的制造工艺，刀刃处于不完整的状态，铣切振动相当大，不可使用。由于电路板在分板过程的跳动，靠近相邻段位（如下图“4”）容易漂移过去造成振动问题。根据经验，靠近刀柄的的刀刃要空出2个电路板的厚度相对安全。
3）设定相对低使用寿命的夹头：常用夹头使用寿命一般在3个月到6个月左右，但是随着使用寿命的增加，夹头的夹持力会减少，因此短的使用寿命可以更好的夹持铣刀，振动也相对会小。但是分板夹头价格一般在近2千元左右，频繁的更换会引起成本的增加，也会增加夹头安装不好的机率，需要根据质量要求与成本控制来评估，取一个平衡点。
4.2错开共振频率的振幅峰值
以下面两个图谱为例，整体振幅峰值并无太大下降，但共振频率的峰值右移，同样也可以达到解决元器件振动失效问题。
常用的方法有三种：
关于行进速度和旋转速度，以下表格中是本人做的一个实验,规律不是特别明显，但也有个大致的规律，可以为实际运用指引一个方向作为参考。
备注与小结：
2)从实验结果来看，行进速度和旋转速度与振动加速度没有线性关系，也有规律也不是特别明显。但是为了应用，也可以总结一下大概的方向。因此使用中只是起一个方向指引的作用，非可以直接采用的规律。在运用中可以根据此规律来设计实验，并需要根据实际情况进行调试。
4.3减少振动对元器件的影响
实际应用当中，如果有条件的话可以从设计端入手来减少铣刀振动对元器件的影响，这无疑是个不错的选择。可以通过产品设计来使产品或元器件可以兼容在不同的机器，这样生产的灵活性强，工艺控制容易，质量可靠性高。
1）可以通过工艺端的设计，减少元器件受到振动的冲击。常见的是对产品加胶水来减振，一是元件底部加粘（如下图），二是元件周围加粘。
备注：此引线隐藏在元件本体中，与本体融为一体，与“2.2常见失效元器件类型”中振动敏感元器件的两个共同特点都不符合，因此不属于振动敏感元器件的范畴，或者说属于“非振动敏感元器件”。
审核编辑：刘清
原文标题：初窥分板工艺振动失效产生的原因及对策
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