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Norm 2018-01

DIN EN 61189-5-503:2018-01

Prüfverfahren für Elektromaterialien, Leiterplatten und andere Verbindungsstrukturen und Baugruppen - Teil 5-503: Allgemeine Prüfverfahren für Materialien und Baugruppen - Leitfähige anodische Fasern (CAF), Prüfung für Leiterplatten (IEC 61189-5-503:2017); Deutsche Fassung EN 61189-5-503:2017

Englischer Titel
Test methods for electrical materials, printed board and other interconnection structures and assemblies - Part 5-503: General test method for materials and assemblies - Conductive anodic filaments (CAF) testing of circuit boards (IEC 61189-5-503:2017); German version EN 61189-5-503:2017
Ausgabedatum
2018-01
Barrierefreiheit
Originalsprachen
Deutsch

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2018-01
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Deutsch
DOI
https://dx.doi.org/10.31030/2773877

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Einführungsbeitrag

Dieser Teil von IEC 61189 beschreibt die leitfähige anodische Faser (nachfolgend als CAF bezeichnet) und legt nicht nur die Prüfung bei konstanter Temperatur und Luftfeuchte fest, sondern auch die zyklische Temperatur-Feuchte-Prüfung und eine Prüfung mit ungesättigtem Druckdampf (HAST). Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 60194 und IEC 60068-1, als auch weitere eingeführte Begriffe. Die leitfähige anodische Faser CAF (Conductive Anodic Filament) ist die Migration, die entlang des Einzelfadens eines verstärkenden Materials wie Glasgewebe in einem Innenlagenteil einer Leiterplatte auftritt. Die elektrochemische Migration ist die Beeinträchtigung der Isolationseigenschaften zwischen den Leitern infolge der elektrochemischen Elution von Ionen in feuchter Umgebung bei angelegter Spannung zwischen den Leitern einer Leiterplatte; außerdem tragen ionische Verunreinigungen in der Isolierung zur Isolationsbeeinträchtigung bei. Elektrochemische Migration kann die Form eines Dendriten oder einer leitfähigen anodischen Faser annehmen. Die Messungen werden bei Normalklima nach IEC 60068-1 durchgeführt. Wenn Unstimmigkeiten hinsichtlich der Bewertung bei Normalklima auftreten oder wenn ausdrücklich verlangt, gelten die Referenzbedingungen. Wenn sich keine Zweifel hinsichtlich der Bewertung ergeben und falls es schwierig ist, die Messungen bei Normalklima durchzuführen, oder wenn in Einzelspezifikationen festgelegt, dürfen die Messungen unter anderen Bedingungen als bei Normalklima durchgeführt werden. Als Bezugsklima für die Referenzbedingungen gilt das Normalklima für Messungen nach IEC 60068-1. Im Abschnitt Bewertungskonstruktion für die Glasgewebefaserrichtung wird erläutert, dass die linearen Prüfkämme mehrere abwechselnd mit der positiven und der negativen Elektrode verbundene Reihen von Durchkontaktierungen mit an den Kamm angelegter Spannung umfassen. Sie stellen die häufigsten Ausfallstellen dar, an denen CAFs auftreten können, zwischen den Wänden der Durchkontaktierungen. Die Durchkontaktierungen sind linear zueinander und entsprechend der Faserausrichtung der Glasgewebeverstärkung angeordnet. Die Stelle mit dem kleinsten Abstand zwischen einem Durchkontaktierungspaar ist die wahrscheinlichste Stelle für ein CAF-Wachstum. Die schwarzen Punkte stellen die Bohrungen dar, und die zu den Durchkontaktierungen gehörenden Kupfer-Anschlussflächen sind in Orange abgebildet. ((Bild 1)) Schematische Darstellung eines linearen Prüfkamms mit möglicher Ausfallstelle. Der Abschnitt automatisches Messverfahren für den Isolationswiderstand erläutert, dass der Isolationswiderstand im Allgemeinen mit steigender Temperatur und relativer Luftfeuchte abnimmt. Während der Durchgangswiderstand empfindlich gegenüber der Temperaturänderung ist, ändert sich der Oberflächenwiderstand rasch mit der Änderung der relativen Luftfeuchte. In beiden Fällen ist die Änderung exponentiell. Da der Isolationswiderstand sowohl vom Durchgangswiderstand als auch vom Oberflächenwiderstand abhängt, müssen die festgelegten Temperatur- und Feuchtewerte so weit wie möglich eingehalten werden. Aus diesem Grund sollte die Messung des Isolationswiderstands innerhalb der Prüfkammer durchgeführt werden. Wenn der Prüfling zur Messung aus der Prüfkammer entnommen wird, sollten die Dauer für sein Abkühlen auf Raumtemperatur und die Verweildauer bei Raumtemperatur festgelegt werden. Diese Messung ist grundsätzlich innerhalb von 24 h durchzuführen. Von diesen Angaben abweichende Bedingungen sollten in der Einzelspezifikation beschrieben werden. Die automatische Isolationswiderstandsmesseinrichtung kann die angelegte Spannung und die Messung automatisch über einen Computer steuern und bei Unregelmäßigkeiten während der Messung ein Alarmsignal erzeugen, ohne dass der Prüfling aus der Prüfkammer entnommen wird. Die Prüfspannung wird an jeden Prüfling angelegt und der Ableitstrom wird überwacht, so dass das Auftreten und die Dauer einer elektrochemischen Migration genau gemessen werden können. Eine Prüfung zahlreicher Prüflinge kann auf effiziente Weise durchgeführt werden. Eine Prüfung sollte fortgesetzt werden, wenn Erscheinungen wie ein momentaner niedriger Widerstandswert oder ein vorübergehender Kurzschluss bei der Messung mit einer automatischen Isolationswiderstandsmesseinrichtung nicht häufig auftreten. Das ECM-Prüfverfahren dient als Prüfung zur Bewertung der Lebensdauer von Substratmaterialien und elektronischen Teilen sowie als Abnahmeprüfung an der Beschaffungsquelle. Die erstgenannte Prüfung ist erforderlich, um die Dauer bis zum Ausfall zu bestimmen, die der Standard für die Berechnung der Nutzbarkeitsdauer ist. Bei der zweiten Prüfung werden die Temperatur- und Luftfeuchtebedingungen, die angelegte Spannung sowie die Prüfzeit bestimmt, und das Verfahren wird innerhalb einer zuvor festgelegten Dauer durchgeführt. Die Auswahl der verschiedenen beschriebenen ECM-Prüfverfahren bleibt dem Anwender überlassen. Der informative Anhang A beschreibt anhand anschaulicher Beispiele Formen der elektrochemischen Migration. Zuständig ist das DKE/K 682 "Aufbau- und Verbindungstechnik für elektronische Baugruppen" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.

DOI
https://dx.doi.org/10.31030/2773877
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