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时间:2025-08-04
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在电子产品的复杂世界中,印刷电路板(PCB)作为核心部件,其稳定性和可靠性直接关系到整个产品的性能与寿命。然而,一个常常被忽视却极具破坏力的威胁悄然存在 —— 霉菌。霉菌对 PCB 的侵害犹如隐匿的杀手,逐渐侵蚀着电子产品的健康,因此,PCB 霉菌测试显得尤为重要。
霉菌试验,简单来说,就是在实验室中模拟一种特殊环境。这个环境包含产品在自然环境中常见的霉菌孢子种类,以及适宜孢子生长的温度和湿度条件,而霉菌生长所需的营养物质则由产品自身提供。那么,开展霉菌试验有哪些关键技术点呢?概括起来主要包括试验条件的确定、试验实施的过程、试验结果的评定以及测试标准的遵循这几个重要方面。
测试标准介绍
GB/T 2423.16-2008
GJB 150.10A-2009
IPC-TM-650 2.6.1G
GB/T 2423.16,结合我国实际情况,对 PCB 霉菌测试的各个环节进行了细化和补充。它不仅规定了基础的试验条件和操作流程,还针对不同类型的电子产品提出了适应性要求,确保测试结果能更好地服务于国内电子产品的研发与质量控制。例如,对于应用于潮湿环境的户外电子产品 PCB,标准对试验时间和菌种组合提出了更严格的要求。同时,GJB 150.10A - 2009《军用装备实验室环境试验方法 第 10 部分:霉菌试验》专为军用电子产品制定,在试验精度、安全性以及对霉菌危害的防护等级要求上更为严苛,以保障军用装备在复杂环境下的可靠性。
试验条件的确定
1、温度和湿度条件
在目前的国内外环境试验标准中,大部分推荐采用恒定的温度和湿度环境条件,其中温度为 30℃、相对湿度为 95%,这恰好是霉菌生长的最适宜环境条件。在这样的温湿度环境下,霉菌能够迅速生长繁殖,从而有效检验 PCB 在恶劣霉菌环境下的抗霉能力。
2、试验菌种的选择
自然界中霉菌的种类繁多,不可能在试验中全部使用。经过多年的工程数据总结,选取黑曲霉、绳状青霉、球毛壳霉、黄曲霉、杂色曲霉这五种自然界中最典型的、对有机材料最敏感的菌种,就可以在很大程度上反映产品的抗霉能力。此外,还可根据产品的组成材料,适当增加菌种。
3、试验时间的确定
通过对霉菌孢子生长规律的深入研究发现,28 天是霉菌生长、分解含碳分子的最短时间,这段时间可以反映材料的抗霉能力,但尚不足以对材料产生结构破坏和性能改变。如果需要确定霉菌对产品结构和性能的影响,或者降低考核的风险,则需要进行长达 84 天的霉菌试验。不同的试验时间设置,满足了对产品不同层面抗霉能力的检测需求。
试验实施的过程
霉菌试验的实施过程需要密切关注多个环节,包括菌种的培养、孢子悬浮液的制作、试验件预处理、试验件接种(喷菌)、试验有效性的判定以及试验环境控制等。这些环节的操作规范,同样严格遵循相关测试标准。
1、菌种的培养
一般需要提前 7 天进行霉菌菌种的培养,精心培育成活的霉菌孢子。在准备试验前,首先要制备孢子悬浮液,制备完成后,务必进行孢子数的计量,因为孢子数量的多少会直接影响试验结果,具体的数值可参考相关标准。精确控制孢子数量,是确保试验准确性的重要基础。
2、试验件预处理
若在喷菌前需要对受试产品进行清理,必须提前 72 小时进行。一般推荐采用酒精清理,也可采用特定的清理溶剂,但要注意不能破坏产品表面工艺。产品清理完后,务必放置在环境可控的箱体内,放置时间至少要 72 小时,以使酒精充分挥发,避免残留酒精抑制孢子生长。细致的预处理过程,为后续试验的顺利进行提供了保障。
3、试验件接种(喷菌)
喷菌环节应注意对受试产品的所有受试面进行均匀喷洒。若受试产品内部需要考核,应开盖对产品内部进行喷菌,然后再盖上盖板,但无需拧上螺钉。均匀喷菌确保了产品各个部位都能受到霉菌的 “考验”,从而全面检测其抗霉性能。
4、试验有效性的判定
孢子是否成活,是试验实施的一个关键环节,需要通过两种方式进行确认。一是进行孢子活力检验,对同批次培养孢子在培养基上的生长情况进行检查,每个菌种要达到(0.2~0.3)ml;同时要在试验箱中放置对照样件(一般选取滤纸或棉纱条),与受试产品同时进行喷菌接种,喷菌后 7 天,对对照样件进行霉菌生长情况检查,若长霉面积大于 90%,则表明试验有效;否则,则代表试验无效,需重新进行试验。严格的试验有效性判定,保证了试验结果的可靠性。
5、试验环境控制
在整个试验过程中,要严格控制试验环境的温度和湿度,使其始终保持在设定的 30℃和 95% 相对湿度。稳定的试验环境是模拟自然霉菌环境的关键,只有这样,才能获得准确、可靠的试验结果。
试验结果的评定
霉菌试验结果的评定主要关注长霉等级评定和长霉对产品影响这两个方面,评定过程也需依据相关标准进行。
1、长霉等级评定
长霉等级评定首先要对霉菌生长特征进行判断。例如,产品是否长霉,未长霉为 0 级;若长霉,则应区分是菌丝还是菌落,然后进一步对菌丝、菌落的分布特点进行评定。菌丝局部零星分布对应 1 级,菌落松散小范围分布对应 2 级,菌落大范围连续分布为 3 级,菌落厚重堆积生长则为 4 级。根据不同的长霉特征,按照标准中的长霉等级评定表确定长霉等级。另一种评定方法是按照长霉面积来划分长霉等级,未见长霉为 0 级,长霉面积小于 10% 为 1 级,长霉面积在 10%~30% 之间为 2 级,长霉面积处于 30%~70% 为 3 级,长霉面积大于 70% 为 4 级。在评定时,需针对不同材料的零部件分别进行长霉等级评定,因为不同材料的长霉特征各不相同。同时,了解产品的材料及工艺组成,也有助于更准确地进行结果评定。
2、长霉对产品影响
除了评定长霉等级,还需要深入分析长霉对产品性能、结构等方面的影响。例如,观察产品是否出现短路、断路等电气性能故障,是否存在材料腐蚀、结构变形等物理变化。综合考虑长霉等级和长霉对产品的影响,才能全面、准确地评估 PCB 的抗霉能力,为产品的改进和优化提供有力依据。
PCB 霉菌测试是保障电子产品可靠性的重要环节。通过科学确定试验条件、严谨实施试验过程、准确评定试验结果以及严格遵循测试标准,能够有效评估 PCB 的抗霉性能,为产品的防霉设计和维护措施提供关键参考,从而提升电子产品在复杂环境中的稳定性和使用寿命。
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