Análise numérica e experimental do comportamento mecânico de placas de cama de agulhas de testes ICT para PCBs com a utilização da técnica de correlação de imagens digitais 2D

Abstract

Este problema de pesquisa envolve a compreensão aprofundada do comportamento das placas de cama de agulhas sob as cargas de teste utilizadas nos testes ICT para PCBs. Especificamente, busca-se analisar numericamente e experimentalmente como essas placas se deformam em resposta às forças aplicadas pelas agulhas de teste. O objetivo principal é investigar como as cargas de teste utilizadas nos testes ICT influenciam o comportamento da placa de cama de agulhas e como essas deformações podem afetar a qualidade dos resultados dos testes nas PCBs por meio da análise numérica no software ansys e experimental através da técnica de correlação de imagens digitais em duas dimensões. Entre os resultados obtidos, a análise numérica mostrou uma deformação máxima de 0,003 mm na direção de x e de 0,001 mm na direção de y. Já na análise experimental observou-se uma deformação máxima de 0,008 mm e de 0,002 mm nas direções x e y, respetivamente. Para melhor compreensão do comportamento da placa de cama de agulhas, verificou-se numericamente uma deformação máxima total de 0,081 mm e uma tensão equivalente máxima de 4.326 MPa. A partir dos resultados quantitativos e qualitativos, concluiu-se que uma análise numérica precisa ser baseada em propriedades alinhadas dos materiais, especialmente em compósitos, onde as propriedades mecânicas em várias direções afetam o comportamento do componente sob carga. A compreensão da deformação na placa de cama de agulhas durante os testes melhora o design da placa para minimizar os erros no impacto das agulhas que contactam nas PCBs, assegurando que não sofram tensão excessiva, em que a partir da identificação das áreas com deformações anormais é possível corrigir contatos excessivos, garantindo resultados precisos nos testes ICT e a deteção eficaz de possíveis defeitos na placa PCB. Tendo em vista que a validação completa do estudo é possível por meio da técnica DIC 2D, a análise numérica pode servir como ponto de partida para investigar outras condições de teste, da mesma forma, a técnica DIC 2D é não destrutiva e relevante para estudar placas de cama de agulhas, permitindo análise do comportamento mecânico sem prejudicar o componente, desta forma é possível verificar as áreas de maior interesse (ou seja, com maiores deformações) durante o funcionamento

This research problem involves gaining an in-depth understanding of the behaviour of needle bed plates under the test loads used in ICT testing for PCBs. Specifically, it seeks to analyse numerically and experimentally how these plates deform in response to the forces applied by the test needles. The main objective is to investigate how the test loads used in ICT testing influence the behaviour of the needle bed board and how these deformations can affect the quality of test results on PCBs by means of numerical analysis in ansys software and experimental analysis using the two-dimensional digital image correlation technique. Among the results obtained, the numerical analysis showed a maximum deformation of 0,003 mm in the x direction and 0,001 mm in the y direction. The experimental analysis showed a maximum deformation of 0,008 mm and 0,002 mm in the x and y directions, respectively. To better understand the behaviour of the needle bed plate, a total maximum deformation of 0,081 mm and a maximum equivalent stress of 4.326 MPa were numerically verified. From the quantitative and qualitative results, it was concluded that a numerical analysis needs to be based on aligned material properties, especially in composites, where mechanical properties in multiple directions affect the behaviour of the component under load. Understanding the deformation in the needle bed plate during testing improves the design of the plate to minimise errors in the impact of needles contacting PCBs, ensuring that they do not suffer excessive stress, whereby by identifying areas with abnormal deformation it is possible to correct excessive contacts, ensuring accurate results in ICT tests and effective detection of possible defects in the PCB plate. Given that complete validation of the study is possible using the 2D DIC technique, the numerical analysis can serve as a starting point for investigating other test conditions. Likewise, the 2D DIC technique is non-destructive and relevant for studying needle bed boards, allowing analysis of the mechanical behaviour without damaging the component, so it is possible to check the areas of greatest interest (i.e., with the greatest deformations) during operation.