ГОСТ IEC 61189-3-2013. Межгосударственный стандарт. Методы испытаний электрических материалов, печатных плат и других структур межсоединений и печатных узлов. Часть 3. Методы испытаний материалов для структур межсоединений (печатных плат)

8.2 Метод испытаний 3C02: Горючесть, испытание жестких печатных плат раскаленной проволокой

 

8.2.1 Цель

Цель испытания - определение воздействия на печатную плату раскаленной проволоки при установленных условиях.

Интенсивность источника пламени аналогична интенсивности случайного перегрева или накаливания одного электронного компонента.

Временные параметры, измеренные при этом испытании, характеризуют способность печатной платы к самогашению пламени. Корреляция с другими характеристиками материала(ов), например с кислородным индексом, невозможна.

Материалы, подходящие для испытания настоящим методом, включают в себя жесткие печатные платы.

8.2.2 Образец для испытаний

Образец для испытания должен представлять собой готовую плату или тест-плату, репрезентативную по отношению к готовой плате с точки зрения:

a) материала(ов) основания;

b) покрытия(й) печатной платы;

c) типа (многослойная, односторонняя и т.д.);

d) размера <1>;

e) конструкции;

f) площади поверхности;

g) толщины;

h) распределения металла. Должно быть использовано не менее пяти образцов.

--------------------------------

<1> Тест-плата размером 150 x 150 мм² может рассматриваться достаточно большой, чтобы представлять изготовленные платы большего размера. Платы меньшего размера допустимо испытывать по их фактическому размеру.

 

8.2.3 Испытательное оборудование и материалы

Должны быть использованы следующие материалы и испытательное оборудование:

a) раскаленная проволока, состоящая из петли проволоки из никеля и хрома (80%/20%) диаметром 4 мм (см. рисунок 1). При формировании петли необходимо проявлять осторожность, чтобы не допустить образования трещины на конце;

b) для измерения температуры раскаленной проволоки используют термопару из тонкой проволоки с оболочкой, имеющую общий диаметр 0,5 мм, и провода из NiCr и NiAl со сварной точкой, расположенной внутри оболочки;

c) оболочка состоит из металла, способного выдерживать температуру не менее 960 °C. Термопару устанавливают в глухом отверстии диаметром 0,6 мм, просверленном на конце раскаленной проволоки, как показано на рисунке 1 узел Z. Характеристики температура/напряжение должны соответствовать IEC 60584-1; характеристики, приведенные в настоящем стандарте, имеют практически линейный характер. Если другими способами не удается получить надежную эталонную температуру, холодное соединение должно быть расположено в таящем льде;

d) прибор для измерения характеристики температура/напряжение должен иметь точность 1% (класс 0,5 в соответствии с IEC 60051);

e) раскаленная проволока нагревается электричеством. Ток, необходимый для нагревания конца проволоки до температуры 960 °C, лежит в диапазоне 120 - 150 А в зависимости от типа проволоки;

f) испытательная аппаратура должна быть спроектирована таким образом, чтобы раскаленная проволока располагалась горизонтально, и к образцу прикладывалась сила от 0,8 до 1,2 Н. Сила должна поддерживаться на этом значении в течение всего времени, пока раскаленная проволока или образец для испытания перемещаются относительно друг друга в горизонтальном направлении на расстояние не менее 7 мм;

g) под образец необходимо установить деревянную доску. Доска должна быть покрыта папиросной бумагой;

h) соответствующие требованиям ISO 4046 (пункт 6.86);

i) на рисунке 2 показан пример испытательной аппаратуры.

 

Размеры в миллиметрах

 

 

Ключ: 1 - проволока, паянная твердым припоем на позиции 3;

2 - термопара; 3 - штырь

 

Рисунок 1 - Раскаленная проволока

 

 

 

 

Ключ: 1 - установочный зажим; 2 - каретка; 3 - натяжной

шнур; 4 - плита основания; 5 - груз; 6 - упор; 7 - шкала

для измерения пламени; 8 - шкала проникновения;

9 - раскаленная проволока (см. рисунок 1); 10 - сквозное

отверстие в плите основания для частиц, падающих с образца

 

Рисунок 2 - Испытательная аппаратура

 

8.2.4 Метод

Выполнить следующие действия:

a) выполнить предварительное кондиционирование образца для испытания в печи с циркуляцией воздуха в течение 24 ч при температуре (124 +/- 2) °C. Затем образцы для испытаний для стабилизации выдержать в десикаторе над безводным хлоридом кальция при комнатной температуре в течение 4 ч;

b) если ориентация расположения образца для испытания отличается от вертикальной, она должна определяться конкретными ТУ;

c) термопару следует калибровать при температуре 960 °C. Стандартный метод калибровки должен заключаться в установке на верхней поверхности конца раскаленной проволоки серебряной фольги (чистота 99,8%, 2 мм², толщина 0,6 мм). Раскаленная проволока нагревается увеличением тока, при этом при расплавлении серебряной фольги достигается температура 960 °C;

d) для компенсации изменений в термопаре и соединениях, через каждые пять сеансов измерения термопару следует калибровать повторно;

e) необходимо обеспечить, чтобы термопара могла повторять движение конца раскаленной проволоки, вызванное термическим удлинением;

f) образец для испытания следует устанавливать таким образом, чтобы минимизировать потерю тепла вследствие его перехода в приспособление для испытаний;

g) конец раскаленной проволоки следует прикладывать к той части образца для испытания, которая при нормальном использовании с большей вероятностью будет подвергаться воздействию термического напряжения и/или которая представляет собой самое крупное по размерам сочетание материала основания и покрытия(й). Конец следует прикладывать не менее чем на 15 мм ниже верхнего края образца для испытания. Раскаленная проволока должна быть нагрета электрическим нагревателем до одной из предпочтительных температур, указанных в ЧТУ. Температуру следует измерять калиброванным термометром. Необходимо обеспечить, чтобы перед началом испытания температура и ток нагрева были стабильны не менее чем в течение 60 с и излучение тепла не воздействовало на образец в течение этого периода или во время калибровки (например, обеспечив достаточное расстояние или с помощью экрана);

h) конец раскаленной проволоки должен быть приведен в соприкосновение с образцом для испытания на (30 +/- 1) с или на время, указанное в ЧТУ. Ток нагрева в течение этого времени должен оставаться постоянным. После этого времени раскаленная проволока и образец для испытания должны быть медленно разделены, исключив дальнейший нагрев образца для испытания и движение воздуха, которые способны повлиять на результаты испытания;

i) перед каждым испытанием и калибровкой необходимо с конца раскаленной проволоки удалять остатки материалов (с помощью щетки).

8.2.5 Протокол

В дополнение к общим требованиям к протоколам, протокол должен содержать:

a) количество образцов, если оно отлично от пяти;

b) продолжительность времени от начала приложения конца проволоки до времени, когда образец для испытания или папиросная бумага под ним загораются;

c) продолжительность времени от начала приложения конца проволоки до времени, когда пламя гаснет (в течение времени приложения раскаленной проволоки или после него);

d) максимальную высоту пламени в любой период и в любом месте. Высота пламени - это вертикальное расстояние, измеренное между верхним краем раскаленной проволоки, когда она приложена к образцу для испытания, и видимым концом пламени. Высота пламени при зажигании, длящемся около 1 с, не должна приниматься в расчет;

e) информацию о том, как горит образец для испытания - пламенем или тлеет, и в какой степени образец для испытания или папиросная бумага были объяты пламенем;

f) прекратилось ли горение или тление в течение 30 с после удаления раскаленной проволоки от образца для испытания. Относится ли это к образцу для испытания и/или папиросной бумаге.

8.2.6 Дополнительная информация

a) При испытании на горючесть существует явная опасность. Исключительно важное значение имеет обучение лиц, проводящих испытание, и знание процедур обеспечения безопасности при работе в лабораторных условиях. Для целей безопасности все продукты горения должны считаться токсичными, даже если в действительности они не являются таковыми.

b) Испытания на горючесть небольших размеров, такого как приведенное в настоящем стандарте, дают информацию о свойствах испытуемых материалов. Огневую непроницаемость оборудования, в котором используют печатные платы, можно оценить только при испытании уровня оборудования.

c) Методы испытания, которые находятся в разработке в технических комитетах IEC, включают в себя использование материалов конического калориметра при определении огневой непроницаемости.