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)
11.9 Метод испытаний 3N12: Влагостойкость и сопротивление изоляции жестких, гибко-жестких и гибких печатных плат
11.9.1 Цель
Метод испытания предназначен для определения визуальной деградации и изменения сопротивления электрических образцов жестких монтажных печатных плат из-за вредного воздействия высокой влажности и температуры, характерных для тропических условий. Графическая иллюстрация воздействия внешних условий приведена на рисунке 26.
Рисунок 26 - Температурные циклы для испытания
на воздействие влаги и сопротивление изоляции
11.9.2 Образец для испытаний
Рисунок "Y"
См. рисунок 27. В отрасли также существуют разнообразные тестовые рисунки "Y" с разнообразными характеристиками, но подготовка образцов и испытание следует проводить в соответствии с настоящим стандартом.
Рисунок 27 - Купон для испытания на сопротивление
изоляции, мкм
Рисунок "Гребенка"
См. рисунок 28. Разнообразные рисунки "Гребенка", например, используемые в отрасли, в которой требования к воздействию влаги и сопротивлению изоляции имеют важное значение. Хотя эти рисунки "Гребенка" и имеют разные ширины проводников и зазоры между проводниками, их монтируют и испытывают с использованием одних и тех же контактных площадок. Эти цепи можно испытывать с помощью процедур, приведенных в настоящем стандарте.
Рисунок 28 - Типовой рисунок "Гребенка"
Испытание готовых плат
Иногда вместо тестовых рисунков необходимо испытывать готовые платы. В таких случаях необходим тщательный анализ. Для испытания контактных площадок необходимо выбирать смежные проводники. Во всех других отношениях эта процедура дает значимые результаты.
11.9.3 Испытательное оборудование и материалы
Должны быть использованы следующие испытательное оборудование и материалы:
a) чистая испытательная камера с возможностью программирования, способная регистрировать окружающую температуру в диапазоне (25 +/- 2) °C - (65 +/- 2) °C и относительную влажность в диапазоне 85% - 93%;
b) источник электропитания, способный вырабатывать постоянно существующее напряжение смещения постоянного тока 100 В с допуском +/- 10%;
c) измеритель сопротивления, способный измерять высокое сопротивление (не менее 1012 Ом) при испытательном напряжении 500 В;
d) два лабораторных стакана на 3500 см3;
e) электрическая плитка;
f) вытяжной колпак вытяжной вентиляции;
g) металлические клещевые захваты;
h) мягкая волосяная щетка;
i) деионизированная вода (рекомендуется минимальное удельное сопротивление 2·106 Ом·см);
j) изопропиловый спирт;
k) сушильная печь, способная поддерживать температуру по меньшей мере 80 °C - 120 °C;
l) согласованное между пользователем и поставщиком конформное покрытие.
11.9.4 Условия испытания
a) 1-ый класс: температура (35 +/- 5) °C, относительная влажность от 90% до 98%, четыре дня;
b) 2-ой класс: температура (50 +/- 5) °C, относительная влажность от 90% до 98%, семь дней;
c) 3-ий класс: температура 20 циклов с 
на (65 +/- 2) °C, относительная влажность от 90% до 98%, всего 160 ч.
11.9.5 Подготовка образцов
a) Исключительно высокое значение имеет достоверная, стойкая и незагрязняющая маркировка образца.
b) Проверить образцы для испытания визуально на отсутствие видимых дефектов. Если есть сомнение в качестве какого-либо образца для испытания, его необходимо исключить из испытуемых образцов.
c) К каждой точке соединения образцов припаять одножильные (для моделирования осевых выводов дискретных компонентов) провода с изоляцией из политетрафторэтилена (тефлона). Эти провода должны быть использованы для подсоединения тестовых рисунков к поляризационному напряжению и для испытания на сопротивление изоляции.
11.9.6 Удаление флюса
Удалить флюс с контактных площадок выводов следующим образом:
a) смочить выводы деионизированной или дистиллированной водой и потереть мягкой волосяной щеткой;
b) в течение не менее 30 с. В течение оставшейся части процесса подготовки образца его необходимо брать только за края;
c) тщательно промыть образец струей деионизированной или дистиллированной воды. Образец держать приблизительно под углом 30° и промывать с верхней части к нижней;
d) окунуть испытуемые выводы в чистый изопропиловый спирт и встряхивать в течение не менее 30 с. Для удаления остатков флюса потереть мягкой волосяной щеткой;
e) очищенный участок тщательно промыть свежим изопропиловым спиртом;
f) просушить образцы для испытания в сушильной печи в течение не менее 3 ч при температуре от 49 °C до 60 °C;
g) если до нанесения покрытия платы будут находиться на хранении, поместить их в полиэтиленовые мешки, не имеющие ионных примесей, и закрыть мешки (не запечатывая термосваркой).
11.9.7 Нанесение покрытия
a) Нанести на нужные участки образца для испытания покрытие(я) в соответствии с технологией производства пользователя или указаниями поставщика.
b) После нанесения покрытия образцы для испытания необходимо высушить в соответствии с указаниями производителя.
c) После сушки образцы для испытания (как с покрытием, так и без покрытия) необходимо подвергнуть кондиционированию при лабораторной окружающей температуре в течение 24 ч.
11.9.8 Метод
Выполнить следующие действия:
- провести кондиционирование образцов обоих типов при температуре (50 +/- 5) °C в течение 24 ч без дополнительной влажности;
- дать образцам охладиться и выполнить начальное измерение сопротивления изоляции при лабораторной окружающей температуре. Измерителем сопротивления приложить к контрольным точкам образца напряжение постоянного тока 500 В и через 1 мин снять показание;
- для рисунков "Гребенка" контрольные точки - это 1 к 2, 2 к 3, 3 к 4 и 4 к 5. Контрольные точки 1, 3, 5 подсоединяются к положительному выводу ("+"), а контрольные точки 2, 4 - к отрицательным выводам ("-") измерителя сопротивления. При испытаниях на соответствие качества на купонах с тестовым рисунком "Y" контрольными точками являются все точки соединения;
- поместить образцы в вертикальном положении в камеру под защитный фартук от конденсированных капель и подсоединить контрольные точки образцов к источнику напряжения постоянного тока. Приложить к образцам напряжение постоянного тока (100 +/- 5) В;
- подвергнуть тест-платы 1-го и 2-го классов воздействию статических условий, описанных в перечислении a) или b) 11.9.4. При нахождении в камере образцы должны быть защищены от образования на поверхности влаги;
- подвергнуть тест-платы 3-го класса воздействию 20 циклов температуры и влажности. Образцы выдерживать в течение всех 20 циклов при относительной влажности 90%, за исключением времени перехода на низкую температуру, когда влажность может упасть до 80% относительной влажности;
- испытание начать при температуре 25 °C, затем температуру поднять до 65 °C в течение (1,75 +/- 0,75) ч;
- в течение не менее 3 ч поддерживать температуру на уровне 65 °C, а относительную влажность на уровне от 90% до 98%;
- в течение (1,75 +/- 0,75) ч снизить температуру от 65 °C до 25 °C, поддерживая относительную влажность на уровне свыше 80%.
Это составляет один полный цикл. Между циклами перерывы не допускаются. Подвергнуть образец воздействию еще 19 циклов, доведя общее количество циклов до 20 общей продолжительностью 160 ч (см. рисунок 26).
11.9.9 Измерение (если требуется)
a) Перед измерением сопротивления изоляции отсоединить источник электропитания постоянного тока 100 В. Выполнить электрические соединения образца или рисунка Y тест-платы, показанной на рисунке 27, таким образом, чтобы электрическое поляризационное напряжение и испытательное напряжение подсоединялись к одному и тому же выводу.
b) При завершающем испытании измерения следует проводить при температуре (23 +/- 2) °C и относительной влажности (50 +/- 10)% после отсоединения напряжения смещения, извлечения образца из камеры; стабилизировать образец при окружающей температуре в течение 1 - 2 ч.
c) Необходимо записывать все причины, чтобы отвергнуть результаты - царапины, конденсацию, короткое замыкание между проводниками и т.д.
11.9.10 Оценка
a) Все образцы для испытания оценить на соответствие сопротивления изоляции классу и типу образца, в зависимости от применимых требований, после или во время выдерживания в начальных условиях, условиях влажности и сухом состоянии.
b) После завершения всех испытаний на соответствие электрических характеристик, по окончании 24 ч стабилизации при лабораторной окружающей температуре проверить все образцы для испытания на отсутствие мизлинга, расслоения и других форм деградации.
11.9.11 Протокол
Протокол должен содержать:
a) номер испытания и индекс издания;
b) любое отклонение от настоящего метода испытаний;
c) образцы, использованные при испытании;
d) результаты оценки с указанием характера отказа и степени повреждения, если какая-либо проверка не прошла;
e) дату проведения испытания;
f) информацию о специалисте, проводившем испытание.
11.9.12 Дополнительная информация
a) Если есть предположение, что обработка щеткой может отрицательно повлиять на результаты испытания [например, когда образцы для испытания имеют очень маленькие зазоры или покрыты мягким металлом (составом олово/свинец, золотом и т.д.] можно применять документированные альтернативные методы чистки.
b) Для обеспечения воспроизводимости результатов провода на протяжении всего испытания необходимо устанавливать в одно и то же положение.
c) Отказы, например мизлинг, расслоение и другие формы деградации могут быть вызваны несколькими факторами, а необязательно плохим качеством покрытия. Такие несоответствия, выявленные на паяльной маске и/или конформном покрытии на подложке, не должны являться причиной отбраковки покрытия. В таких случаях требуется повторное испытание всей системы.
Подписаться на обновления