Los análisis de correlación de imágenes digitales tienen aplicaciones en la caracterización de las propiedades de los materiales , la medición del desplazamiento y el mapeo de deformaciones. Como tal, DIC se está convirtiendo en una herramienta cada vez más popular cuando se evalúa el comportamiento termomecánico de componentes y sistemas electrónicos.
La aplicación más común de DIC en la industria electrónica es la medición del coeficiente de expansión térmica (CTE). Debido a que es una técnica de superficie de campo completo sin contacto, DIC es ideal para medir el CTE efectivo de placas de circuito impreso (PCB) y superficies individuales de componentes electrónicos. [1] Es especialmente útil para caracterizar las propiedades de circuitos integrados complejos, ya que los efectos de expansión térmica combinados del sustrato, el compuesto de moldeo y la matriz hacen que el CTE efectivo sea difícil de estimar en la superficie del sustrato con otros métodos experimentales. Las técnicas DIC se pueden utilizar para calcular la deformación en el plano promedio en función de la temperatura sobre un área de interés durante un perfil térmico. El ajuste de curvas lineales y el cálculo de la pendiente se pueden usar para estimar un CTE efectivo para el área observada. [2] Debido a que el factor impulsor de la fatiga de la soldadura suele ser la falta de coincidencia de CTE entre un componente y la PCB a la que se suelda, las mediciones precisas de CTE son vitales para calcular las métricas de confiabilidad del ensamblaje de la placa de circuito impreso (PCBA). [1]
DIC también es útil para caracterizar las propiedades térmicas de los polímeros . [3] Los polímeros se utilizan a menudo en ensamblajes electrónicos como compuestos de encapsulado, revestimientos de conformación , adhesivos, compuestos de moldeo, dieléctricos y rellenos inferiores. Debido a que la rigidez de dichos materiales puede variar ampliamente, determinando con precisión sus características térmicas con técnicas de contacto que transfieren la carga a la muestra, como el análisis mecánico dinámico (DMA) y el análisis termomecánico.(TMA), es difícil de hacer con consistencia. Las mediciones precisas de CTE son importantes para estos materiales porque, según el caso de uso específico, la expansión y contracción de estos materiales pueden afectar drásticamente la confiabilidad de la unión de soldadura. [4] [5] Por ejemplo, si se permite que un revestimiento de conformación rígido u otra encapsulación polimérica fluya bajo un QFN , su expansión y contracción durante el ciclo térmico puede agregar tensión de tracción a las juntas de soldadura y acelerar las fallas por fatiga. [6]
Las técnicas DIC también permitirán la detección de la temperatura de transición vítrea (T g ). A una temperatura de transición vítrea, el gráfico de tensión frente a temperatura mostrará un cambio en la pendiente.
La determinación de la T g es muy importante para los materiales poliméricos que podrían tener temperaturas de transición vítrea dentro del rango de temperatura de funcionamiento de los componentes y conjuntos electrónicos en los que se utilizan. Por ejemplo, algunos materiales de encapsulado pueden ver el módulo elástico del material cambiar por un factor de 100 o más en la región de transición vítrea. Dichos cambios pueden tener efectos drásticos en la confiabilidad de un ensamblaje electrónico si no se planifican en el proceso de diseño.
Cuando se emplean técnicas DIC 3D, se puede rastrear el movimiento fuera del plano además del movimiento en el plano. [7] [8] La deformación fuera del plano es especialmente interesante en el nivel de componentes de los paquetes electrónicos para la cuantificación de la confiabilidad de las juntas de soldadura. La deformación excesiva durante el reflujo puede contribuir a juntas de soldadura defectuosas al levantar los bordes del componente lejos de la placa y crear defectos de cabeza en almohada en arreglos de rejilla de bolas (BGA). [9] El alabeo también puede acortar la vida de fatiga de las juntas adecuadas al agregar tensiones de tracción a las juntas de borde durante los ciclos térmicos.