E DIN EN 61189-5-503:2016-02

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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 91/1307/CD:2015)

Kurzdarstellung

Diese Internationale Norm beschreibt die leitfähige anodische Faser (nachfolgend als CAF bezeichnet) und legt nicht nur die Prüfung bei konstanter Temperatur und Luftfeuchte, sondern auch die zyklische Temperatur-Feuchte-Prüfung, die Prüfung mit ungesättigtem Druckdampf (allgemein als HAST - Highly Accelerated temperature and humidity Stress Test - bezeichnet) und die zyklische Betauungsprüfung fest. 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 ein Phänomen, bei dem die Isolationseigenschaften zwischen den Leitern in feuchter Umgebung und bei angelegter Spannung zwischen den Leitern einer Leiterplatte infolge der elektrochemischen Elution von Ionen aus dem Leiter beeinträchtigt werden; 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, 5.3.1, durchgeführt. 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.
Die linearen Prüfkämme umfassen mehrere abwechselnd mit der positiven und der negativen Elektrode verbundene Reihen von Durchkontaktierungen mit an den Kamm angelegter Spannung. 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 Isolationswiderstand nimmt im Allgemeinen mit steigender Temperatur und relativer Luftfeuchte ab. 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 (Messung in der Prüfkammer). Wenn der Prüfling zur Messung aus der Prüfkammer entnommen wird, sollten die Dauer für sein Abkühlen auf Raumtemperatur (Messbedingungen) 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, ohne dass der Prüfling aus der Prüfkammer entnommen wird, ein Alarmsignal erzeugen. 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.
Die für die Prüfung auf elektrochemische Migration anzuwendenden Prüfverfahren dienen als Lebensdauerprüfung zur Bewertung der Lebensdauer und der Ausfallrate in Abhängigkeit von den verschiedenen Materialien und Stromkreisen und als Bestätigungsprüfung, die zum Zeitpunkt der Abnahme oder der Auslieferung durchgeführt wird. Während erstere ununterbrochen bis zum Lebensdauerende des Prüflings durchgeführt werden soll, wird mit letzterer das Lebensdauerende zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb einer vorgegebenen Zeit auf Basis der Kriterien für die gemessenen Eigenschaften bestimmt. Das Prüfverfahren wird in Abhängigkeit vom Prüfzweck für jede zu prüfende Eigenschaft ausgewählt.
Zuständig ist das DKE/K 682 "Montageverfahren für elektronische Baugruppen" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.

Beziehungen

Enthält:

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25.09.2015 Historisch
91/1307/CD:2015-09

Dieses Dokument entspricht:

Dokumentart
Entwurf
Status
Historisch
Erscheinungsdatum
01.02.2016
Sprache
Deutsch
Zuständiges Gremium

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Referat
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