一、表面绝缘电阻(SIR)测试概念及原理
表面绝缘电阻(SIR)测试是通过在高温高湿的环境中持续给予PCB一定的偏压,经过长时间的试验,观察线路间是否有瞬间短路或出现绝缘失效的缓慢漏电情形发生绝缘电阻 。
-概念:SIR测试是表面绝缘电阻测试的简称,主要用于评估印制电路板、组件表面及周围相邻线路区域的表面清洁度(包括加工、制造过程的残留)对表面绝缘电阻的影响;评估产品使用物料(助焊剂、锡膏、阻焊膜等)的耐SIR能力及等级绝缘电阻 。
-原理:在高温高湿状态且施加电压环境下,样品表面的残留离子、水分形成电解液,在电势差的作用下阳离子向阴极转移并沉积析出形成枝晶,从而导致绝缘电阻下降或短路绝缘电阻 。
表面绝缘电阻(SIR)测试可以用来评估金属导体之间短路或者电流泄露造成的问题,也有助于看出锡膏中的助焊剂或其他化学物品在PCB板面上是否残留任何会影响电子零件电气特性的物质,通过表面绝缘电阻(SIR)测试数据可以直接反映PCB的清洁度绝缘电阻 。
图1:影响电化学失效的变量图
(来源:IPC 9201A)
当PCB受到离子性物质的污染、或含有离子的物质时,在高温高湿状态下施加电压,电极在电场和绝缘间隙存在水分的共同作用下,离子化金属向相反的电极间移动(阴极向阳极转移),相对的电极还原成本来的金属并析出树枝状金属的现象(类似锡须,容易造成短路),这种现象称为离子迁移绝缘电阻 。
当存在这种现象时,表面绝缘电阻(SIR)测试可以通过电阻值显现出来绝缘电阻 。
图2:绝缘异常曲线图
二、表面绝缘电阻(SIR)参考标准及测试要求
-参考标准:
表面绝缘阻抗(SIR)测试对象及表面绝缘阻抗参考标准
-测试要求:
SIR测试对测试样品、测试条件均有要求,测试图形几何形状的差异可能会导致测量结果出现1次方的差异,线宽、线距、测试条件对测量结果有直接的影响,需根据实际应用的产品来设计绝缘电阻 。
表1:样品要求
表2:测试条件及要求
三、表面绝缘电阻(SIR)测试注意事项
1. 标准片不应有氧化、划痕、脏污等现象;
2. 试片浸锡过程中,竖直、缓慢、匀速进入,保留3S后缓慢、匀速提出绝缘电阻 。直观无短路现象OK;
3. 焊接时用干净纸张或样品袋等物品保护测试片表面绝缘电阻 ,避免助焊剂溅到其表面;
4. 焊接完后用酒精清洗焊点周围助焊剂绝缘电阻 ,避免其对电路造成影响;
5. 最后用万用表确认焊接电路是否有短路、开路等现象,若有,查出原因绝缘电阻 。否则重新制样;
6. 将待测样品与测试线焊接前绝缘电阻 ,首先要对样品和测试线进行预上锡,预上锡不仅使焊接更牢固,而且使操作更容易;
7. 对于没有用到的测试线头,也要将其进行预上锡,然后用耐高温胶纸将其分正极和负极两部分包裹起来绝缘电阻 。这样能够防止由于线头碰触造成短路,也能够减缓测试线头在高温高湿条件下氧化失效;
8. 样品需要放入Chamber中时绝缘电阻 ,还需要考虑风向以及滴水的情况,尽量不要将样品测试面面对出风口,也不要将测试面朝上摆放,以免水滴到样品上影响测试结果;
9. Chamber使用的水应该为去离子水绝缘电阻 ,并且尽量不要循环使用;
10. 开启Chamber绝缘电阻 ,当所设定条件及样品温度稳定后(约3~4个小时)再进行SIR
测试(先升温后加湿);
11. 开机后预热20min才能进行测试绝缘电阻 。
备注:在整个SIR测试流程中,前处理过程尤为重要,任何微小的失误都有可能造成整个测试失败,造成万元以上的经济损失绝缘电阻 。
华碧检测表面绝缘电阻测试系统实拍
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