Zkoušení elektronických sestav – Terminologie

Příspěvek je pokračováním článků „Způsobilost výrobce osazených desek – Terminologie“, „Problémy s bezolovnatým pájením – Zkoušení“ a „Terminologie pro montáž v elektronice“. Tento text se věnuje metodám zkoušení elektronických sestav a materiálů používaných pro jejich výrobu. Podrobnosti jsou v dokumentech IEC a IPC. Aktuální stav problematiky je na internetu. Proto tento text uvádí jen anglicko-český přehled metod zkoušenía některé související termíny, případně jejich zjednodušené definice. Text vychází zejména z dokumentů technické komise IEC/TC 91 „Technologie montáže elektroniky“, případně subkomise IPC, 5-32 „Hodnocení čistoty“ (Task Group 5-32B).

Tabulka 1 obsahuje nejběžnější související zkratky a příslušné anglické a české termíny.

Tabulka 2 obsahuje přehled metod zkoušení osazených desek [61189-5] a materiálů používaných při výrobě elektronických sestav [61189-6].

Obrázek 1 ukazuje uspořádání metody smáčecích vah, která se používá pro zkoušení pájitelnosti [60068], resp. Aktivity kapalného tavidla (metody 5X01, 5X11).

Obr. 1 Metoda smáčecích vah (Wetting balance method) [60068]

Vysvětlivky k termínům

– zkušební data (test data) jsou výsledkem každé zkoušky a slouží k sledování procesu, ke zvyšování důvěry ve shodu kvality a rovněž při případné arbitráži mezi zákazníkem a dodavatelem. Důvěra ve zkušební data souvisís jejich:

• přesností (accuracy): kalibrace zkušebních pomůcek až sestav;
• precizností (precision): reprodukovatelnost měření a nejistota měření;
• rozlišením (resolution): přiměřenost nástrojů a/nebo sestav pro příslušné zkoušení;
• certifikací ( certification): platnost a „úroveň“ příslušného schválení zkušební laboratoře.

– IEC 61189-5-x je připravovaná inovace metod, která nahradí normy IEC 61189-5 a IEC 61189-6:

• 61189-5-1/CD ... Návody a příručky (Guidancedocuments and handbooks)
• 61189-5-2/CDV … Pájecí tavidla (Soldering flux)
• 61189-5-3/CDV … Pájecí pasty (Soldering paste)
• 61189-5-4/CDV … Pájecí slitiny a dráty s tavidlem / bez tavidla (Solderalloys and fluxed and non-fluxedsolid wire)
• 61189-5-5/(záměr) … Obecné zkušební metody pro měření zbytkových nečistot, které vyvolávají elektrochemické degradační mechanismy (General test method for measuring residues inducing Electrochemical Degradation Mechanism)

– označování metod zkoušení v souboru IEC 61189 je následující [61189]:

• úvodní číslice vyjadřují část normy (5, 6, 5−1, 5−2, ...)
• další znak je písmeno s významem:

P – metody přípravy zkoušky a aklimatizace před zkouškou (preparation/conditioning methods)

V – vizuální zkušební metody (visual test methods)

D – rozměrové zkušební metody (dimensional test methods)

C – chemické zkušební metody (chemical test methods)

M – mechanické zkušební metody (mechanical test methods)

E – elektrické zkušební metody (electrical test methods)

N – metody pro zkoušení vlivů prostředí (environmental test methods)

X – další zkušební metody (miscellaneous test methods)

• poslední část (číslice) vyjadřuje pouze pořadové číslo metody v nějakém souboru

Příklad: Metoda „Pájecí pasta – Zkouška smáčení“ má v souboru 61189-5 označení 5X11; v souboru 61189-5-3 bude mít označení 5-3X09.

– IEC 61189-5-1 je připravovaný dokument, který stručně popisuje řadu dokumentů a příruček IPC, které jsou vhodným doplňkem pro seznámení s diskutovanou problematikou, například IPC-J-STD-001, IPC-3406, ..., IPC/JEDEC-9704A.

– IPC ( Association Connecting Electronics Industries; původně Institute for Printed Circuits, resp. Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits); má akreditaci ANSI pro vydávání norem a specifikací pro návrh, výrobu a hodnocení elektronických sestav.

– IPC TM-650 Test MethodsManual je sbírkou zkušebních metod, která plně pokrývá problematiku neosazených i osazených desek s plošnými spoji (DPS), je stále aktualizovaná a zejména: jednotlivé metody jsou volně dostupné na webu ipc.org [650].

– IPC Subcommittee 5-32 Cleanliness Assessment (subkomise IPC pro hodnocení čistoty) má TaskGroups (projektové skupiny):

• 5-32a Iontová chromatografie / Iontová vodivost (Ion Chromatography / Ionic Conductivity)
• 5-32b Povrchový izolační odpora Elektrochemická migrace (SIR and Electrochemical Migration)
• 5-32c Čistota neosazených desek (Bare Board Cleanliness)
• 5-32e Vodivá anodická vlákna, CAF (Conductive Anodic Filament)

– IPC Task Group 5-32B SIR and Electrochemical Migrationje projektová skupina odpovědná za stanovení postupů pro zkoušení povrchového izolačního odporu. Tyto metody jsou zahrnuty v IPC-TM-650 a jsou shrnuty v IPC-9201 „Surface Insulation Resistance Handbook“ (volně dostupné na webu).

– povrchový izolační odpor ( Surface Insulation Resistance, SIR) je elektrický odpor izolačního materiálu mezi dvojicí kontaktů, vodičů nebo zemnicích prvků v různých kombinacích, který je určen pro stanovené prostředí a elektrické podmínky – např. kupony s „hřebenovým obrazcem“ jsou určeny pro měření čistoty desky po pájení pomocí měření SIR.

– zkušební deska (test board) je deska s plošnými spoji nebo deska s diskrétním propojením, která se jeví vhodná pro stanovení přijatelnosti skupiny desek, které byly nebo budou vyrobeny shodným výrobním procesem (viz rovněž „deska pro zkoušky způsobilosti“).

– návrhy norem IEC (IEC draft) jsou dostupné u tuzemských distributorů norem, viz např. nabídka webu Beuth.eu:

– DIN EN 61189-5-2:2013-04, Draft standard − Beuth.eu; www.beuth.de/en/draft-standard/din-en-61189-5-2/180746551

– DIN EN 61189-5-2:2013-04. Title (german): Prüfverfahren für Elektromaterialien; Verbindungsstrukturen und Baugruppen − Teil 5−2: Prüfverfahrenfürbestückte ...

Literatura:

[60068] ČSN EN 60068-2-54 Zkoušení vlivů prostředí – Část 2−54: Zkoušky − Zkouška Ta: Zkoušení pájitelnosti elektronických součástek metodou smáčecích vah

[61189-5] ČSN EN 61189-5 ... – Část 5: Zkušební metody pro osazené desky s plošnými spoji

[61189-6] ČSN EN 61189-6 ... – Část 6: Materiály používané při výrobě elektronických sestav

[650] IPC-TM-650, Method2.6.25, Conductive Anodic Filament (CAF) Resistance Test (Electrochemical Migration Testing)