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Bellcore GR78-CORE 試驗規範要點整理

作者:江志宏

🔎 TL;DR

TL(Too Long):
Bellcore GR78-CORE 是早期常用的表面絕緣電阻(SIR)測試規範。

DR(Did Read):
其目的為檢驗 PCB 綠漆、保護層材料的絕緣可靠度。條件包含 35℃/85%RH 與 85℃/85%RH,高濕環境下施加偏壓,並量測電路間的絕緣電阻。測試對照 IPC-TM-650,並提供 MIG、CAF 等失效模式的判定依據

📌 實務案例

PCB 製造商在新型綠漆導入時,依 Bellcore GR78-CORE 與 IPC-TM-650 規範進行 SIR 測試,條件為 85℃/85%RH/100V/96h。結果發現部分樣品因清潔不完全導致 CAF 擴展失效。工程團隊調整蝕刻與清潔流程後,絕緣電阻大幅提升,產品順利通過客戶驗證。

說明

Bellcore GR78-CORE是屬於早期表面絕緣電阻量測裡面所使用到的規範之一(如:IPC-650),將此試驗當中的相關注意事項整理給需要進行此試驗的人員參考,也能夠對於此規範有初步的認識與瞭解。

試驗目的:

測試表面絕緣電阻測試(Surface Insulation Resistance Testing)

1.恆溫恆濕機:其試驗條件最小為35°C±2°C/85%R.H、85 ±2°C / 85% R.H. 2.離子遷移量測系統:允許測試電路(pattern)的絕緣電阻在這些條件之下被測量,一個電源將能夠提供10 Vdc / 100μA。

測試程序:

a.是將待測物處於23℃(73.4℉)/50%R.H.的環境24小時之後才被測試
b.放置有限的測試電路(Test patterns)在一個適當的架子上,並維持測試電路至少分開0.5吋,並且不能阻礙空氣流通及架子放置在爐內,直到實驗結束。
c.架子大約放置於恆溫恆濕機的中心位置,並將測試板放置與chamber內氣流對齊與平行,將線引到chamber的外部,使配線遠離測試電路。
d.關閉爐門並設定35 ±2°C,最少85%R.H.的條件,並允許爐內花好幾個小時穩定
e.在4天之後,絕緣電阻將被測量,並使用45~100 Vdc的一個外加電壓,在1和2,2和3,3和4,4和5之間定期紀錄量測值,在測試條件之下,測試是在1分鐘之後送出量測電壓於電路(Patterns),2和4定期在一個相同的電位,1,3,和5定期在相反的電位。
f.這一個條件只適用於透明或半透明的材料上,像是綠漆(solder masks)和貼護層(conformal coatings)
g.如絕緣電阻測試所需要的多層印刷線路板,唯一的正常程序將被用於絕緣電阻測試電路的產品。多餘的清潔程序是不允許的。

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所列出的值為 IRmin 25/50 (mils) line/space的梳形電路IRmin的值對電路間距

電路間距(line/space) IRmin
25/50 (mils) 1.2*10^5Ω

合格判定方式:

1.在電子遷移測試完成之後,這測試樣本從測試爐內被搬移出來,從背後照亮在10 x放大下測試,將不能被發現超過減少導體間距離20%以上的電子遷移(細絲般生長)現象。
2.當決定符合IPC-TM-650[8]的2.6.11測試方法,逐條檢查外觀與表面的時候,黏性物(adhesives)也將不當作對於再版的依據。

絕緣電阻不符合規定的原因:

1.污染物在基板的絕緣表面上面就像線一樣將間格銲接起來,或是被試驗爐(chamber)的水所滴到
2.不完全蝕刻的電路(Patterns)將減少導體之間的絕緣距離,其數量超過被允許的設計要求之上
3.擦傷,破碎,或明顯地損害了在導體之間的絕緣

常見問與答(FAQ)

主要目的是檢驗 PCB 基板、綠漆與保護層材料在高溫高濕環境下的表面絕緣電阻穩定性,並驗證是否存在 MIG 或 CAF 風險。

常見條件為 35℃±2℃/85%RH 與 85℃±2℃/85%RH,施加 10V 偏壓進行 4~7 天測試,並量測電路間的絕緣電阻。

若樣品在 10 倍放大檢查下,未發現導體間距縮短超過 20% 的金屬遷移現象,且絕緣電阻高於 IRmin 標準值,即為合格。

包含基板污染、蝕刻不完全導致間距縮短、或表面擦傷破損等,都可能造成絕緣電阻降低,導致測試不合格。

Bellcore GR78-CORE 與 IPC-TM-650 2.6.11 測試方法高度相關,常被用來對照驗證 SIR 測試結果的可靠性。
(02) 2208 4002

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