IEC 61189-2-801:2023
Методы испытаний электрических материалов, печатных плат и других соединительных конструкций и узлов. Часть 2-801. Испытание на теплопроводность основных материалов.
- Стандартный №
- IEC 61189-2-801:2023
- Дата публикации
- 2023
- Разместил
- International Electrotechnical Commission (IEC)
- Последняя версия
- IEC 61189-2-801:2023
- сфера применения
-
Анализ технической структуры стандарта IEC 61189-2-801
IEC 61189-2-801 является важным международным стандартом для испытаний тепловых характеристик электронных материалов. Он предоставляет стандартизированный метод испытания нагрева углеродных чернил, специально предназначенный для измерения теплопроводности диэлектрических слоев на металлических подложках. Этот стандарт был разработан Техническим комитетом IEC TC 91 (Технология электронных сборок) и представляет собой современный технологический фронт в области испытаний тепловых характеристик.
Область применения и технические принципы стандарта
Этот стандарт применяется к любому гладкому, жесткому металлическому ламинату и требует толщины металлической подложки 1,02 мм. Наилучшие результаты испытаний достигаются при использовании обрабатываемого алюминиевого сплава толщиной 1,57 мм. Стандарт однозначно исключает мягкие металлы или металлические материалы с шероховатой поверхностью, чтобы обеспечить точность и повторяемость результатов испытаний.
Тип материала Применимость Оптимальная толщина Примечания Подложка из алюминиевого сплава Полностью применимо 1,57 мм Для наилучших результатов испытаний Другие ламинаты с металлическим покрытием Условно применимо ≥1,02 мм Должно соответствовать требованиям гладкости и жесткости Шероховатые металлические поверхности Неприменимо - влияет на однородность теплопередачи Подготовка образцов Технические требования
Стандарт требует подготовки пяти стандартных образцов размером 25,4 мм x 25,4 мм с диэлектрическим слоем, нанесенным на одну сторону металлической подложки толщиной 1,57 мм. Образцы должны состоять из двух медных полос размером 2,5 мм x 20 мм, расположенных на расстоянии 5 мм друг от друга, и отверстия диаметром 0,55 мм, просверленного в центре алюминиевой подложки.
Ключевые контрольные точки процесса печати углеродными чернилами
Используйте углеродные чернила для трафаретной печати с размером ячеек 195, чтобы сформировать прямоугольный рисунок 12 мм × 5 мм. В процессе печати требуется резиновый скребок твердостью 70 по Шору А, чтобы обеспечить равномерное покрытие углеродными чернилами. Стандарт подробно описывает процесс двойной печати: после первой печати запекать при температуре 125 °C в течение 20 минут, а затем печатать второй раз после охлаждения, чтобы гарантировать качество слоя углеродных чернил.
Стандарты контроля качества
После печати измерьте сопротивление между двумя медными электродами с помощью цифрового мультиметра. Значение сопротивления должно быть (40±15) Ом. Образцы, не соответствующие этому диапазону, следует отбраковать для обеспечения достоверности данных испытаний.
Система конфигурации испытательного оборудования и материалов
Категория оборудования Особые характеристики Функция и назначение Требования к точности Сверлильное оборудование Микросверло 0,55 мм Обработка отверстий в образцах Точность позиционирования ±0,1 мм Печатное оборудование Сито 195 Создание шаблона углеродной краски Точный размер отверстия Нагревательное оборудование Горячая плита (≥250 °C) Паяльная паста reflow Контроль температуры ±5°C Измерительное оборудование Термопара типа T Контроль температуры Точность ±0,5°C Сбор данных Система сбора данных Обработка сигнала Частота дискретизации ≥1 кГц Стандартизированный процесс испытаний
Контроль условий окружающей среды
Перед испытанием образец должен быть предварительно выдержан при температуре 23°C ±2°C, относительной влажности 50% в течение 24 часов. Условия испытания поддерживаются такими же, чтобы гарантировать, что на результаты испытания не повлияют факторы окружающей среды.
Процедура калибровки оборудования
Стандарт требует использования специального калибровочного купона для калибровки оборудования: после удаления медной полоски углеродные чернила печатаются на всей поверхности диэлектрического слоя. Калибровка датчика выполняется в диапазоне температур 85-90 °C, чтобы гарантировать точность измерений инфракрасного датчика и термопары.
Процесс выполнения теста
На заднюю часть купона наносится тонкий слой термопасты, и образец помещается в центр бесконечного теплоотвода. Устанавливаются ИК-датчик и мост, микрокрючок подключается к испытательному штырю, и вставляется зонд термопары. Затем запускается тестовое программное обеспечение для завершения автоматизированного цикла тестирования.
Характеристики обработки данных и составления отчетов
Программное обеспечение для тестирования автоматически обрабатывает данные, рассчитывая значение тепловой эффективности путем вычитания температуры поверхности из температуры термопары и деления результата на мощность. Итоговый отчет должен включать следующее:
- Среднее отклонение тепловых характеристик
- Стандартное отклонение тепловых характеристик
- Идентификация и описание испытываемого материала
- Объяснение отклонения метода испытания
- Дата испытания и оператор
Технологическое развитие и применение в отрасли
IEC 61189-2-801 представляет собой значительный шаг вперед в технологии испытаний тепловых характеристик и имеет следующие преимущества по сравнению с традиционными методами:
Метод испытания Точность Повторяемость Применимые материалы Стоимость оборудования Метод нагревания угольных чернил Высокий Отличный Металл подложка Средняя Метод лазерной вспышки Очень высокая Хорошая Несколько материалов Высокая Метод измерения теплового потока Средняя Средняя Гомогенные материалы Низкая Метод защищенной горячей пластины Высокая Отличная Изоляционные материалы Высокая Перспективы применения в промышленности
С быстрым развитием связи 5G, новых энергетических транспортных средств и силовой электроники требования к терморегулированию для печатных плат Требования к подложкам печатных плат (ПП) становятся всё более строгими. IEC 61189-2-801 представляет собой единый стандарт оценки тепловых характеристик для поставщиков материалов, производителей ПП и конечных пользователей, способствуя исследованиям, разработкам и применению материалов с высокой теплопроводностью.
Рекомендации и меры предосторожности по внедрению стандарта
Требования к созданию лаборатории
Внедрение настоящего стандарта требует создания квалифицированной испытательной лаборатории, оснащённой средой с постоянной температурой и влажностью, антистатическим рабочим местом и стандартизированными рабочими процедурами. Операторы должны пройти профессиональную подготовку и владеть методами трафаретной печати, пайки и калибровки приборов.
Ключевые моменты контроля качества
- Контроль сопротивления углеродных чернил на уровне приблизительно 100 Ом/квадрат
- Контроль равномерности толщины печати
- Точность положения установки термопары
- Плоскостность поверхности радиатора
- Калибровка системы сбора данных
Распространённые проблемы и решения
Проблемы, которые могут возникнуть в реальных приложениях, включают неравномерную печать углеродных чернил, плохой контакт термопары и изменения теплового сопротивления радиатора. Рекомендуется разработать стандартную рабочую процедуру (СОП) и план регулярного технического обслуживания оборудования для обеспечения долгосрочной стабильности результатов испытаний.
Техническое содержание настоящего стандарта будет и далее пересматриваться Техническим комитетом МЭК. Пользователи должны регулярно следить за обновлениями, чтобы убедиться, что они используют последнюю версию. Ожидается, что с учетом достижений в области материаловедения и технологий испытаний будущие версии еще больше усовершенствуют методы испытаний и расширят область их применения.
IEC 61189-2-801:2023 История
- 2023 IEC 61189-2-801:2023 Методы испытаний электрических материалов, печатных плат и других соединительных конструкций и узлов. Часть 2-801. Испытание на теплопроводность основных материалов.
