PWB UL Safety Certification-Chongqing...Multilayer printed wiring boards, employing multilayer core...

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印制线路印制线路印制线路印制线路板安规板安规板安规板安规认证认证认证认证

PWB UL safety certification

November 30, 2017

Course Agenda

Module 1: Demand Driver for UL PWB Certification

PWB为什么需要做UL认证Module 2: Introduction to UL Report and Listing Page

介绍UL报告的框架与UL列名卡Module 3: UL investigation –UL796 Tests and Samples

介绍UL796 测试和样品Module 4: UL marking Introduce

UL marking 介绍

Slide 2

Module 1: Demand Driver for UL PWB Certification

PWB为什么需要做为什么需要做为什么需要做为什么需要做UL认证认证认证认证

We play a critical role in fostering supply chain integrity

4

Safety Certification – Demand安全认证的必要性

Demand for UL’s PWB Recognition Program is driven by end product hazards:

• Fire• Electric Shock• Personal Injury• Environmental Concerns

UL PWB Recognition is used to:

• Characterize the PWBs physical, electrical, flammability and thermal behavior

• Provide guidance for end-use safety design

• Typically allows for less testing during the end product evaluation

5

Requirements & Standards

Components End Product Requirements

PlasticsLaminates/ Coatings

PWBs IEC 60950

IEC 60065

IEC 62368

IEC 60601

IEC 60335

IEC 61010

Information Technology Equipment

Audio & Video Equipment

ITE and Audio/Video Equipment

Medical Equipment

Appliances

Equipment for Laboratory Use

UL 94UL 746A

QMFZ2

UL 94UL 746E

QMTS2,QMJU2

UL 796UL 796F

ZPMV2ZPXK2ZPVI2

6

Module 2: Introduction to UL Report and Listing Page

介绍UL报告的框架与UL列名卡

印刷线路板相关产品及标准印刷线路板相关产品及标准印刷线路板相关产品及标准印刷线路板相关产品及标准

硬板

[ZPMV]

UL 796 - Printed-Wiring Boards

UL 796 –硬制印刷线路板

软板

[ZPXK]

UL 796F - Flexible Materials Interconnect Constructions

UL 796F –柔性印刷线路板

基材

[QMTS]

UL 746E Polymeric Materials - Industrial Laminates, Filament Wound Tubing, Vulcanized Fibre, and Materials Used in Printed Wiring BoardsUL 746E 聚合材料 –线路板用材料标准

油墨

[QMJU]UL 746E Polymeric Materials - Industrial Laminates, Filament Wound Tubing, Vulcanized Fibre, and Materials Used in Printed Wiring BoardsUL 746E 聚合材料 –线路板用材料标准

组装

[ZPVI]

UL 796 - Printed-Wiring Boards

UL 796 –印刷线路板

8

Introduction to UL Yellow Card/Listing Page(eg, QMTS2, ZPMV2, QMJU2) UL列名卡列名卡列名卡列名卡

UL Online Certifications Directoryhttp://www.ul.com/database

Slide 9

Introduction to UL Yellow Card/Listing Page (QMTS2) ULULULUL列名卡列名卡列名卡列名卡

MtlDsg

ANSIType

ColorMinThk

(mm)

FlameClass

RTIHWI

HAI

HVTR

CTI

Meets746EDSR

Elec(C)

Mech(C)

Industrial laminate, furnished as sheets, rods or tubes.

LAM-123 FR-4.0 NC 0.05 V-0 105 105 0 4 - - -

0.20 V-0 120 120 0 3 - - Yes

0.38 V-0 130 130 0 3 - - Yes

0.63 V-0 130 140 0 3 - - Yes

1.40 V-0 130 140 0 2 - 4 Yes

Industrial Laminate:

UL/ANSI Grade,有⼀劃(-): non-ANSI

此基材認證的最薄厚度,PWB 不能小於此厚度

此基材的⼀些性能水平值

PWB 的MOT不能夠高於其最薄厚度的 Elec and Mech

RTI 值

相關厚度是否符合UL746E直接支持要求, 留意不是每個厚度都達到 DSR 要求列出的是PLC

value(性能水平值) 0 > 1 > 2 > … Slide 10


Direct Support of Current Carrying Parts - direct support of current carrying parts at 120 V rms or less and 15 A or less, shall have a base material that complies with the performance profile in Table 9.3.電路板符合直接支持要求--部件直接負載電流達120V ms或以下及15A或以下。電路板是否符合直接支持要求由其使用的板材決定。

Slide 11


Build Up Laminate Prepreg

MtlDsg

ANSIType

Min Thk

(mm)

TIElec

TIMech

MtlDsg

Thk(mic)

TIElec

MtlDsg

Thk(mic)

TIElec

Ultrathin industrial laminate and bonding layers, furnished in sheet form, for use in multilayer printed wiring boards where the thickness is built up to the minimum specified.

LAM-123 FR-4.0 0.20 120 120 LAM-123 50 105 LAM-123B 50 105

0.38 130 130 LAM-123 50 105 LAM-123B 50 105

Ultrathin build ups:

多層板PWB 的MOT不能夠高於其Build Up 最薄厚度的

Elec and Mech RTI 值 Laminate / Prepreg的單張最薄厚度

如要知道其它性能特性 eg CTI, DSR, 請參考Industrial Laminate (Ind. Lam)

可提供多層板認證的最薄厚度, 多層板 PWB 不能小

於此厚度

Slide 12


MetalCladDsg

LaminateDsg

PrepregDsg

ANSIType

Bld-upMinThk

(mm)

Clad Cond Thk MaxAreaDia

(mm)

FlameClass

MaxOperTemp

(C)

Solder Lts

Min Ext(mic)

Max Ext(mic)

Max Int(mic)

Temp(C)

Time(sec)

Metal clad industrial laminates for use in multilayer printed wiring boards with copper on one or both sides , furnished as sheets.

LAM-123/ LAM-123B

LAM-123

LAM-123B

FR-4.0

0.38 9 102 68 50.8 V-0 130 288 20

Metal clad industrial laminates for use in single layer printed wiring boards with copper on one or both sides, furnished as sheets.

LAM-123LAM-123

-FR-4.0

0.38 9 102 - 50.8 V-0 130 288 20

Metal clad industrial laminates

用作CCIL/MCIL program比對的最薄厚度

Slide 13

如要知道其它性能特性 eg CTI, DSR, 請參考Industrial Laminate (Ind. Lam)

Introduction to UL Yellow Card/Listing Page (QMJU2) ULULULUL列名卡列名卡列名卡列名卡

Slide 14

Introduction to UL Yellow Card/Listing Page (ZPMV2) UL列名卡列名卡列名卡列名卡

* - CTI PLC is marked on the individual board. DS - 双面板或单面板; SS - 单面板

Cond Width Max Max

Min Cond SS/ Area Solder Oper Meets C

Min Edge Thk DS/ Diam Limits Temp Flame UL796 T

Type mm(in) mm(in) mic(mil) DSO mm(in) C sec C Class DSR I

Multilayer printed wiring boards.

ML1 0.05 (0.002) 0.05 (0.002) 11.3 (0.44) Int:68

DS 25.4 (1.0) 260 20 105 V-0 All *

Multilayer printed wiring boards, flammability only Recognition.

ML2 - - - DS - 274 15 - V-0 - -

Multilayer printed wiring boards, employing multila yer core and HDI (High Density Interconnect) Insula tion.

HDI 1.60 (0.063) 4.80 (0.189) 13 (0.51) Int:68

DS 25.4 (1.0) 280 10 90 V-1 - -

Single layer metal base printed wiring board, emplo ying metal base laminate.

MB 0.13 (0.005) 0.13 (0.005) 17 (0.67) SS 50.8 (2.0) 288 30 110 V-0 All -

Single layer printed wiring boards.

DS 0.05 (0.002) 0.05 (0.002) 11.3 (0.44) DS 50.8 (2.0) 260 10 130 V-0 All *

印刷电路板类型

线路限制最高工作温度焊锡限制燃烧等级内外层铜厚线路板最大圆直径

基材参数直接使用

型号

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Introduction to UL Report 理解印刷电路板的UL报告

contain information

and test result of the

products存有详细的产

品规格Slide 16

Introduction to UL Report - Description

• Description of products and definition of parameters产品的详细描述及数据的释义

• Table I

• Table II

• Manufacturing Process生产工艺

• Solder Resist Table阻焊剂表

Slide 17

ULULULUL报报报报告告告告————————DescriptionDescriptionDescriptionDescription

18

Table IA: Parameter Profile Indices [For both Single layer (SL) and Multilayer (ML)] 参数，外形指数


19

E:外部铜箔最小厚度I:内部铜箔最大厚度

基板料最薄厚度半固化片最薄厚度

Table II: Base Materials [For Multilayer (ML)] 基材基材基材基材----多层板多层板多层板多层板


20

Solder Resist Table - 绿油表绿油表绿油表绿油表

Module 3: UL investigation –UL796 Tests and Samples

介绍UL796 测试和样品

UL tests/UL 测试项目测试项目测试项目测试项目

Slide 22

PWB Safety Concerns

• Maximum operating temperature 最高操作温度• Thermal stress 可承受热冲击• Delamination 板是否会分层

• Conductor Adhesion 导体是否有足够的结合强度• Flammability 板是否易燃

Test 测试：测试：测试：测试：Microsectioning 微切片

Thermal Shock 热冲击

Plating Adhesion 镀层牢固度

10 day and 56 day Bond Strength and Delamination (B/D)

10 天及56天铜箔粘合强度及分层测试

Flammability 耐燃性

Conductive Paste Adhesion 导电胶的牢固度

Silver Migration 银离子迁移

测测测测试及样品介绍试及样品介绍试及样品介绍试及样品介绍

23

50 mm

100 mm

10 mm 13 mm Max diameter

A

AA

B

BB

C

A：：：：Minimum width conductorB：：：：1.60 mm wide conductorC：：：：Edge conductor

Conductor Width≥ 0.12 mm：：：：±±±± 0.025 mm< 0.12 mm：：：：± 20%

边线距离板边要边线距离板边要边线距离板边要边线距离板边要≤ 0.40 mm

≤ 0.40 mm

0.40 mm

镀通孔Plated-through holes.

D

D: 电镀镍/金手指Ni/Au PCFS

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测试及样品介绍测试及样品介绍测试及样品介绍测试及样品介绍

Bond Strength & Delamination Test Sample铜箔粘合强度和基材分层测试的样品准备铜箔粘合强度和基材分层测试的样品准备铜箔粘合强度和基材分层测试的样品准备铜箔粘合强度和基材分层测试的样品准备

Bond Strength & Delamination Test Sample铜箔粘合强度和基材分层测试的样品准备铜箔粘合强度和基材分层测试的样品准备铜箔粘合强度和基材分层测试的样品准备铜箔粘合强度和基材分层测试的样品准备


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10天或天或天或天或56天炉烤温度的计算公式天炉烤温度的计算公式天炉烤温度的计算公式天炉烤温度的计算公式

10-Day (240 hours): Oven Temperature = 1.076 * (MO T + 288) – 27356-Day (1344 hours): Oven Temperature = 1.02 * (MO T + 288) – 273

UL tests - Bond Strength & Delamination UL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 铜箔粘合强度铜箔粘合强度铜箔粘合强度铜箔粘合强度及及及及分层分层分层分层测试测试测试测试

检查

镀层牢固度結果

121℃下持续1.5小时(9件样品)

根据客户的技术规范做热冲

测试(8件样品)

As received测试

(4件样品)

根据客户的最高工作温度的规定做10天烤板(2件样品)

检查10天粘合强度及分层测试的结果是否合格

根据客户的最高工作温度的要求做56天烤板(2件样品)Microsectioning

切片(1件样品)

检查56天粘合强度及分层测试的结果是否合格

示意图：示意图：示意图：示意图：

检查As received 粘合强度及分层测试的结果是否合格


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UL tests – MicrosectioningULULULUL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 微切片微切片微切片微切片

样样样样品要先在微切片品要先在微切片品要先在微切片品要先在微切片测试测试测试测试中取得可接受的中取得可接受的中取得可接受的中取得可接受的结结结结果方可再果方可再果方可再果方可再继续测试。继续测试。继续测试。继续测试。


abc

abc

27

UL tests – MicrosectioningULULULUL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 微切片微切片微切片微切片

样样样样品要先在微切片品要先在微切片品要先在微切片品要先在微切片测试测试测试测试中取得可接受的中取得可接受的中取得可接受的中取得可接受的结结结结果方可再果方可再果方可再果方可再继续测试。继续测试。继续测试。继续测试。


28

UL tests - Plating AdhesionUL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 镀层牢固度镀层牢固度镀层牢固度镀层牢固度

To test the application of conductor plating测试导线镀层的牢固度。

Application of pressure sensitive tape onto unaged sample with conductor pattern, not subjected to thermal shock.使用压力敏感胶带贴在未作热冲测试的导线样品上。

Requirement: no plating or conductors attached to the tape要求：没有镀层或导线粘在胶带上。

Basic schematic of plating adhesion testing procedu re镀层牢固度测试程序的基本示意镀层牢固度测试程序的基本示意镀层牢固度测试程序的基本示意镀层牢固度测试程序的基本示意

50.8-mm

82.6-mm 305 mm/min

90°

板和导线胶带

钢滚轮


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Simulate conditions at which solder is applied to PWB during component mounting operation.

模拟部件安装过程中对印刷电路板进行焊接的情况。

Conditioned at 121oC for 1.5 hours, then placing samples in oven at thermal shock temperature and time specified, e.g. 260oC for 10sec.

前处理温度121℃维持1.5小时，然后将样品放入烤箱，将温度设定为热冲

击温度及时间：例如260℃维持10秒。

Requirement: no wrinkling, blistering or loosening of any conductors or any delamination of base material.

要求：电镀层不得出现起皱、起泡或松动的现象, 基材不分层。

UL tests - Thermal ShockUL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 热冲击：热冲击：热冲击：热冲击：


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Force required to pull conductor from base material for a certain distance divided by the width of the conductor.

将导体从基材上拉起到一定距离所需的每导体宽度的力。

6.4mm

6.4mm

6.4mm

6.4mm

6.4mm

6.4mm

85°-90°85°-90° 85°-90°

Pull 1 Pull

3

Pull 2

Bond strength using a static tensile tester and a sliding plate for holding the sample.使用静态张力测试仪来测试铜箔导体的粘合强度，样品固定于滑板上。

UL tests - Bond Strength TestUL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 铜箔粘合强度测试铜箔粘合强度测试铜箔粘合强度测试铜箔粘合强度测试::::


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Requirement: fulfill either (1) or (2)要求：符合（要求：符合（要求：符合（要求：符合（1111）或（）或（）或（）或（2222）条中的一条要求）条中的一条要求）条中的一条要求）条中的一条要求

(1) After 10-Day Oven Conditioning 10天老化后

No delamination and blistering电镀层不得出现起皱、起泡或松动的现象, 基材不得分层

Bond Strength > 0.35 N/mm镀层粘合强度大于0.35 N/mm

(2) After 56-Day Oven Conditioning 56天老化后

No delamination and blistering电镀层不得出现起皱、起泡或松动的现象, 基材不得分层

Bond Strength > 0.175 N/mm 镀层粘合强度大于0.175 N/mm

UL tests - Bond Strength and Delamination TestUL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 铜箔粘合强度和分层测试铜箔粘合强度和分层测试铜箔粘合强度和分层测试铜箔粘合强度和分层测试::::


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UL tests - UL94 Flammability Test UL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 耐燃性测试耐燃性测试耐燃性测试耐燃性测试

样品必须经受所有指定的工艺流程。用蚀刻的方式将内外层铜箔去除干净，样品不允许有

孔，边缘光滑无毛刺。

样品两组做测试前处理,各10片样品:1) 23 ± 2°C and 50 ± 5% Relative Humidity for 48 Hours 2) 70 ± 2°C for 168± 2 Hours then Cooled in Desiccators for 4 Hours

20片片片片1) 10片片片片

2) 10片片片片

1) 5片片片片1) 5片片片片2) 5片片片片2) 5片片片片

第一次测试第一次测试第一次测试第一次测试

重測用重測用重測用重測用

重測用重測用重測用重測用


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125 ± 5 mm

13.0 ± 0.5 mm

Board thickness according to sample requirement

Uncoated or coated with solder resist specified in sample requirement

做直角即可

UL94 Flammability Test Equipment Set Up耐燃性测试设备耐燃性测试设备耐燃性测试设备耐燃性测试设备

Introduction of Test and Samples测试及样品介绍测试及样品介绍测试及样品介绍测试及样品介绍

测试及样品介绍测试及样品介绍测试及样品介绍测试及样品介绍

操作程序：

300 ± 10 mm

50 mm

6 mm max.Cotton

火焰需要接触样品下方的中心点燃烧 10±0.5 秒。

当试片自然停止后，马上进行第二次燃烧 10±0.5 秒。

150 mm

移开本生灯，并记录第一次燃烧时间 t1。

移开本生灯，并记录第二次燃烧时间 t2 及火焰熄灭后炽红时间 t3。

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UL tests - UL94 Flammability Test UL测试测试测试测试项目项目项目项目 – 耐燃性测试耐燃性测试耐燃性测试耐燃性测试

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Module 4: UL marking Introduce

UL marking 介介介介绍绍绍绍

Marking标识规则详细说明标识规则详细说明标识规则详细说明标识规则详细说明

PWB的UL Marking 必须包含的内容:

1. 公司的名称,或者商标（需要申请）,或者UL档案号

2. PWB的授权型号

3. 工厂代码（如果不止一个生产工厂）

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Marking标识规则详细说明标识规则详细说明标识规则详细说明标识规则详细说明

PWB的UL Marking 可选择的内容包括:

1. 如果PWB型号涉及到DSR的话,具体使用要求如下:

只有使用的材料本身是符合DSR的，那么该型号才可以标识“▲”

该型号不要求标识“▲”，但标识“▲”是可以接受的

该型号不能标识“▲”

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Marking标识标识标识标识规则详细说规则详细说规则详细说规则详细说明明明明

PWB的UL Marking 可选择的内容包括:

1.燃烧等级。

2. 零部件认可标志是可选的，

但是针对有cUL认证的型号是要求标识的。

3. 如果产品上有补强，但是没有针对补强材料作评估的话，需要标识

以及尺寸等级（1,2,3,4）。（仅针对柔性线路板，CCN：ZPXK）

4. CTI标识是可选的。CTI标识的格式为“CTI-X”.(X:代表PLC值)

39

40Slide 40

Example of ZPXK2 MarkingsDS ABC II 4

DS

ABC

II

4

2

System Component Symbol

Size Class Number

CTI PLC Value

Factory Identification

Company Trademark

Type Designation

2

Questions

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