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)

9.4 Испытание 3M04: Плоскостность слоистых материалов и печатных плат (изгиб и скручивание)

 

9.4.1 Цель

Для определения плоскостности готовых жестких печатных плат, включая односторонние, двухсторонние, многослойные печатные платы и жесткие участки гибко-жестких печатных плат представлены четыре процедуры.

9.4.2 Определения

9.4.2.1 Изгиб

Изгиб показан на рисунке 6.

 

 

Рисунок 6 - Изгиб

 

9.4.2.2 Скручивание

Скручивание показано на рисунке 7.

 

 

Рисунок 7 - Скручивание

 

9.4.3 Образец для испытаний

Готовые платы (односторонние, двухсторонние, многослойные, гибко-жесткие печатные платы).

9.4.4 Испытательное оборудование и материалы

Должны быть использованы следующие материалы и испытательное оборудование:

a) поверочная плита с плоской поверхностью, с допуском плоскостности +/- 0,010 мм;

b) стандартные метрологические циферблатные индикаторные калибры высоты;

c) калибры толщины;

d) концевые калибры;

e) нивелировочные домкраты;

f) измерительные плитки;

g) регулировочные шайбы нужной толщины;

h) линейные датчики с точностью измерения +/- 0,025 мм;

i) микрометр.

9.4.5 Метод

Выполнить следующие действия.

9.4.5.1 Процедура номер 1: изгиб (см. рисунок 6)

a) Установить измеряемый образец на высокоточную поверочную плиту с плоской поверхностью выпуклой стороной кверху. Для обеспечения контактирования с поверхностью оба угла каждого края прижать с необходимой силой. Снять показания калибра высоты на максимальном вертикальном смещении края, включая толщину образца (см. рисунок 8).

 

 

Рисунок 8 - Схема проведения измерения изгиба

 

b) Выполнить эту процедуру для всех четырех краев образца. В некоторых случаях для выполнения этой процедуры образец приходится переворачивать. Обозначить край с самым большим отклонением от поверочной плиты. Записать отклонение как R₁.

c) Снять показания калибра высоты или эквивалентного измерительного устройства в углу образца, контактирующем с поверочной плитой, или же определить R₂ путем измерения толщины образца микрометром.

d) Приложив достаточную прижимную силу, обеспечить контактирование края с поверочной плитой, измерить длину края и обозначить ее L.

e) Вычислить изгиб этого края по формуле:

 

 

За изгиб образца берут самый большой изгиб из всех краев.

9.4.5.2 Процедура номер 2: скручивание

a) Установить измеряемый образец на поверочную плиту так, чтобы три угла касались поверхности; приложив достаточную прижимную силу, обеспечить контактирование трех углов с поверочной плитой.

b) Под приподнятый угол подложить подходящую регулировочную шайбу, достаточную для того, чтобы для угла обеспечивалась опора. Если подложена шайба правильной толщины, три других угла будут контактировать с поверхностью без оказания давления на углы (см. рисунок 9).

 

 

R₁ - наибольшее расстояние от нижней части платы

 

Рисунок 9 - Схема проведения измерения скручивания

 

c) Без прикладывания ненужной силы к образцу снять показание индикаторного калибра высоты в месте максимального вертикального смещения (на рисунке 9 обозначено R₁) и записать его.

d) Измерить микрометром толщину R₂ образца.

Примечание - Для собранных плат оба показания следует снимать на материале основания.

 

e) Измерить диагональ образца (длина на рисунке 9) (в случае прямоугольных плат) и записать показание. Для непрямоугольных плат измерение выполнять от углов, имеющих смещение, по диагонали к углам на противоположной стороне платы.

f) Расчет

Вычесть из показания R₁ показание R₂ (в формуле это значение делится на 2, т.к. при данном методе измерения измеряется двойное вертикальное отклонение).

Разделить измеренное отклонение на записанную длину и умножить на 100. В результате такого расчета получают процент скручивания:

 

 

9.4.5.3 Процедура номер 3: арбитражное испытание на скручивание

a) Установить измеряемый образец на поверочную плиту так, чтобы два нижних противоположных угла касались поверхности плиты, или на две приподнятые параллельные поверхности, расположенные на одинаковой высоте от поверочной плиты [см. рисунок 10 a)].

 

 

Рисунок 10 - Схема арбитражного испытания

 

b) Опереть два других угла печатной платы на нивелировочные домкраты или другие подходящие устройства так, чтобы два приподнятых угла были на одинаковой высоте от поверочной плиты. Выполнение этого требования можно проверить с использованием индикаторного калибра высоты [см. рисунок 10 b)].

c) С помощью индикаторного калибра высоты измерить самый высокий приподнятый участок платы и записать показание как R₁ [см. рисунок 10 c)].

d) Не касаясь образца, снять показание калибра высоты или эквивалентного измерительного устройства в одном из углов, контактирующих с поверхностью, и записать как R₂ [см. рисунок 10 c)].

e) Измерить диагональ образца (в случае прямоугольных плат) и записать показание. Для непрямоугольных плат измерение выполнить от угла, имеющего максимальное смещение, по диагонали к углу на противоположной стороне платы.

f) Расчет

Вычесть из результата измерения R₁ результат измерения R₂. Полученную разницу обозначают как скручивание. Разделить измеренное отклонение на записанную длину и умножить на 100. В результате такого расчета получают процент скручивания.

9.4.5.4 Процедура номер 4: испытание на производстве (на скручивание и изгиб)

Определив ранее максимально допустимое отклонение печатной платы от плоской поверхности, можно использовать следующую процедуру годен-не годен.

При касании обоих углов какой-либо стороны плиты попытаться вставить между приподнятым участком платы и базовой поверхностью подходящий калибр, соответствующий максимально допустимому отклонению (концевой калибр или калибр толщины (см. рисунок 11)). Попытаться вставить между приподнятым углом платы и базовой поверхностью калибр, соответствующий максимально допустимому размеру поверхности (см. рисунок 12).

 

 

Рисунок 11 - Измерение изгиба

 

 

 

 

Рисунок 12 - Измерение скручивания

 

Если калибр не помещается в зазор, это значит, что плата соответствует требованиям к изгибу и скручиванию.

9.4.6 Протокол

Протокол должен содержать:

a) номер испытания и индекс издания;

b) дату проведения испытания;

c) номера процедур, использованных для испытания(й);

d) идентификационную информацию и описание образца;

e) расчеты, если применимо;

f) результаты оценки с указанием характера отказа и степени повреждения, если какая-либо проверка не прошла;

g) любое отклонение от данного метода испытаний;

h) информацию о специалисте, проводившем испытание.

9.4.7 Дополнительная информация

Этими методами невозможно оценить другие формы деформации, отличные от указанных в настоящем методе испытания (например, многократные свертки). Поэтому для таких форм деформации необходимы специальные методы.