• Olya Black

Сертификация UL для электронных конструкций

Все что вам необходимо знать о сертификации UL электронных конструкций


Безопасность – это то, что всегда в глубине души беспокоит инженера. Даже просчитав все возможные компьютерные модели, вы все равно задаетесь вопросом, как ваша печатная плата, воплощенная в физическую форму, будет работать при различных температурах, в разных условиях окружающей среды и эксплуатации. Это можно проверить только путем тщательных испытаний. Если вы планируете конструировать печатные платы для использования в компьютерных, аудио-видео, медицинских устройствах или в бытовой технике, вам необходимо пройти сертификацию на соответствие высочайшим стандартами безопасности. Это означает, что вам придется подробно узнать, что такое сертификация UL. В этой статье мы расскажем вам о том, что такое сертификация UL, каким стандартам должны соответствовать конструкции печатных плат, и как эта сертификация повлияет на вашу работу в качестве разработчика электроники.



Что такое UL?


Компания «Underwriters Laboratory» («UL») была основана в 1894 году Уильямом Генри Мериллом, американским инженером-электриком. UL - это независимая международная организация, проводящая испытания изделий, осуществляющая сертификацию производителей и выпускающая стандарты безопасности для различных отраслей промышленности и для разных областей применения.


Компания Underwriters Laboratory делает изделия более безопасными с 1894 года

Компания Underwriters Laboratory делает изделия более безопасными с 1894 года



Знак UL (UL Mark), который выдает компания «Underwriters Laboratory» - это хорошо известный символ безопасности изделия электронной промышленности, подтверждающий качество готовой электроники. Каждый год этот знак выдается более 17 миллиардам новых продуктов. И ваша печатная плата тоже может получить такой знак. UL предлагает строгий набор стандартов, охватывающий оценку риска для электронных изделий, уделяющий особое внимание пожарной и электробезопасности. С момента основания в 1984 году компания UL развивалась вместе с развитием электронных и электротехнических технологий, предлагая проведение сертификации на соответствие требованиям технической безопасности для:


  • первого пылесоса, системы электрической сигнализации, предохранительных кожухов оптической системы кинопроекторов, автомойки с электрическим освещением в 1909 году;

  • первой автоматической стиральной машины в 1937 году, которая имела несколько угроз с точки зрения техники безопасности, например угроза попадания воды в электромотор;

  • первого черно-белого телевизора в 1939 году. UL продолжила сотрудничать с производителями телевизоров 1953 году для производства защитных экранов и многослойного стекла для предотвращения схлопывания кинескопов;

  • первого аркадного игрового автомата, микроволновой печи, персонального компьютера и солнечного коллектора в период между 1975 и 1980 годами.

Сегодня UL работает над усовершенствованием норм техники безопасности для литий-ионных аккумуляторов посредством компьютерного моделирования, температурного анализа и современных подходов к испытаниям. Также компания является одной из ведущих групп по сертификации, повышающая требования техники безопасности аккумуляторных батарей электрических транспортных средств.


Мы уже сказали, что UL теперь сертифицирует гироскутеры?

Мы уже сказали, что UL теперь сертифицирует гироскутеры?


В наши дни UL имеет очень тесные связи с отраслью конструирования электроники. Очень высока вероятность того, что на каком-то этапе вашей карьеры вы создадите продукт, требующий одобрения UL.



Почему вам следует беспокоиться о UL?

Согласно множеству стандартов на готовую продукцию требуется, чтобы печатные платы конечных изделий были построены в соответствии со стандартами безопасности UL. Следующие категории товаров – лишь пример того, что охватывают стандарты UL:

  • IEC 60065: Аудио- и видеоаппаратура;

  • IEC 60960: Оборудование информационных технологий;

  • IEC 60601: Медицинские изделия;

  • IEC 61010: Лабораторное оборудование;

  • UL 508: Общепромышленные средства управления.


Все перечисленное выше изделия должны быть сертифицированы и получить знак UL на соответствие трем стандартам: UL 796, UL 745 и UL 94. Эти стандарты разбиты на несколько подкатегорий, в том числе:


PCB Standard UL 796. В нем приведены рекомендации для печатных монтажных плат (PWB), для стандартных жестких печатных плат, плат на металлической основе и плат с высокой плотностью межсоединений.


PCB Standard UL 796F. Это расширение стандарта охватывает электронику из гибких материалов, в том числе гибкие и жестко-гибкие печатные платы.


PCB Standard UL 746E. Стандарт охватывает все конструкционные слоистые платы и материалы, используемые в производстве печатных плат.


PCB Standard UL 746F. Стандарт охватывает все гибкие диэлектрические пленочные материалы, используемые в производстве печатных плат.


UL94. В нем приведены требования пожарной безопасности, предъявляемые к пластикам и печатным платам.

В соответствии со стандартами UL 796, UL 746 и UL 94 печатные платы проходят тщательные испытания в различных условиях для оценки вероятности поражения электрическим током, воспламеняемости и механической прочности. Вот обзор каждой категории и проводимых испытаний:


Возможные опасности конечного продукта согласно сертификации UL - поражение электрическим током
Возможные опасности конечного продукта согласно сертификации UL - воспламеняемость

  • MOT (Maximum Operating Temperature) – максимальная рабочая температура

  • DSR (Direct Support Requirement) – требования по прямому прикосновению

  • RTI (Relative Thermal Index) – относительный температурный индекс

Помимо проверки безопасности электронного устройства, сертификация UL также дает другие преимущества для конечных пользователей и отрасли в целом, в том числе:

  • Доступность. Печатные платы, сертифицированные UL, признаются во всем мире. Сертификация может помочь улучшить доступность новых рынков для вашего продукта;

  • Стандартизация. Изготовители печатных плат могут работать, используя общий набор руководящих принципов, способствующих стандартизации процессов изготовления и сборки;

  • Доверие. Конечным пользователям и потребителям предоставляется продукт, отвечающий строгим стандартам безопасности.


Варианты сертификации UL печатных плат


UL сертифицирует печатные платы согласно программе испытаний на соответствие печатных плат (PCB Recognition Program). Существует два варианта программы испытаний – Полная оценка (Full Recognition) и Оценка соответствия только требованиям пожарной безопасности (Flame-Only Recognition). Ниже представлены варианты программ испытаний и предмет соответствия:


Варианты программ испытаний UL на соответствие печатных плат

Варианты программ испытаний UL на соответствие печатных плат



Стойкость к воздействию пламени


Стойкость к воздействию пламени обычно определяется требованиями к конечному продукту и оценивается по времени горения образца при воздействии на печатную плату горизонтального и вертикального пламени. Существует несколько классов стойкости к воздействию пламени: V-0, V-1, V-2, VTM-0, VTM-1 и VTM-2. Подробные сведения об условиях оценки по каждому классу приведены ниже.


Классификация классов стойкости к воздействию к пламени по критериям

Классификация классов стойкости к воздействию к пламени по критериям



Стойкость припоя


В испытание на стойкость припоя производится оценка процесса пайки, которому будет подвергаться печатная плата в процессе монтажа компонентов. В ходе испытания осуществляется воздействие на плату температурного удара и максимальной температуры для определения характера поведения печатной платы.


Пример воздействия теплового удара на припой

Пример воздействия теплового удара на припой. Обратите внимание на трещины



Максимальная рабочая температура


Максимальная рабочая температура (MOT) определяет максимальное время, в течение которого печатная плата может эксплуатироваться при заданной температуре. В ходе испытания производится воздействие на печатную плату нормальных эксплуатационных температур согласно рекомендациям изготовителя печатных плат в течение 10-56 дней.


Требования по прямому прикосновению


В ходе испытаний соответствия требованиям по прямому прикосновению (DSR) измеряются характеристики конструкционного материала печатной платы при контакте с напряжением 120 В и менее. Это испытание производится в отношении только материала печатной платы, а не всей печатной платы. Каждый материал получает рейтинг соответствия требованиям. Во время испытаний производится оценка нескольких характеристик материала, в том числе:

  • диэлектрическая прочность;

  • возгорание вследствие воздействия высоковольтной электрической дуги;

  • возгорание вследствие воздействия горячей проволоки;

  • удельное объемное сопротивление;

  • деформационная теплостойкость.


Показатель стойкости к пробою


Показатель стойкости к пробою (Comparative Tracking Index - CTI) также определяет характеристики конструкционного материала печатной платы при воздействии жидкого загрязнителя. Значения CTI отражаются в виде категорий эффективности (Performance Level Categories - PLC), приведенных в таблице ниже.



Кроме полного соответствия и соответствию только требованиям пожарной безопасности, печатные платы также разбиты на категории для определения требований, предъявляемых UL к плате исходя из типа конструкции. Типы конструкций следующие: