Изпитване на устойчивост на напрежение на печатни платки Въведение в науката: принципи, стандарти и основно значение

Същността на изпитването за издържащо напрежение е да се приложи високо напрежение, няколко пъти по-високо от работното напрежение, между проводника на печатната платка и проводника и земята за определен период от време, за да се открие дали има пробив, прескачане или ток на утечка над прагаТой симулира екстремни работни условия, като например пренапрежения от мълнии, преходни пренапрежения при превключване и електростатични разряди по време на работа на оборудването, и проверява границата на безопасност на изолационната система. Ако издържащото напрежение на печатната платка е недостатъчно, това ще причини сигнали за течове и смущения, а в най-лошия случай ще се повреди и ще причини пожар, причинявайки инциденти с безопасността на хора и оборудване. Особено в области с висока надеждност, като електрозахранване, промишлен контрол, нова енергия и медицински грижи, изпитването на издържащо напрежение е забранено.

 

От физическа гледна точка, съпротивлението на напрежението на печатната платка се определя от диелектричната якост на основата, разстоянието между проводниците, чистотата на повърхността и дебелината на диелектричния слойДиелектричната якост на конвенционалните плочи FR-4 е около 20-25kV/mm, а издържащото напрежение на алуминиевите подложки е значително по-ниско от това на обикновените твърди плочи поради тънкия изолационен слой (50-150μm). Когато електрическото поле надвиши критичната стойност на материала, изолационният слой се разрушава, образувайки проводим канал и причинявайки необратими щети. Изпитването на съпротивление на напрежение има за цел предварително да разкрие дефекти на материала, конструктивни дефекти и проблеми с процеса чрез контролирано високо налягане.

 

Общите стандарти за изпитване в индустрията са IPC-6012 (твърди плоскости), IPC-TM-650 (методи за изпитване) като сърцевина и са съвместими с IEC 62368-1, UL 60950, GB 4943 и други стандарти за безопасност. Формулата за изчисляване на тестовото напрежение е общоприета емпирична стойност в индустрията: тестово напрежение = 2× пиково работно напрежение + 1000VНапример, работно напрежение 250V, тестовото напрежение е около 1500V. Усилването на изолацията трябва да се удвои на тази основа и специфичното ниво на безопасност на продукта трябва да има предимство. Стандартното време за тестване е 60 секунди, а масовата производствена линия може да бъде съкратена до 1-3 секунди за бързо тестване, но вземането на проби трябва да се извърши за тест с пълна продължителност. Прагът на тока на утечка обикновено е зададен ≤ 1mA, а високоволтовата плоча може да бъде отпусната до 5mA, и ако го надвиши, ще се счита за неквалифициран.

 

Процесът на изпитване е разделен на четири стъпки: предварителна обработка, окабеляване, тест за усилване, определяне и разреждане. Предварителната обработка изисква печатната платка да бъде балансирана при температура 23±2°C и 50±5% относителна влажност в продължение на 24 часа, за да се отстранят повърхностният поток, прахът и маслото и да се избегне замърсяване, водещо до погрешна преценка. При окабеляване високото напрежение се свързва към тествания проводник, а ниското напрежение се свързва към друга мрежа или земя, като сондата трябва да бъде в прецизен контакт, за да се избегне надраскване на повърхността на платката. Увеличаването на напрежението е стъпково и скоростта не надвишава 100V/s, за да се предотврати мигновенно повреда от удар. След изпитването платката трябва да бъде напълно разредена, за да се избегне повреда от остатъчен заряд или повреда на инструмента.

 

Изпитването за издръжливо напрежение е разделено на два режима: Климатик и Постоянен ток (DC). Изпитването за променливо напрежение е бързо, подходящо за масово производство и може да открие общи дефекти на изолацията; постояннотоковото напрежение може едновременно да измерва ток на утечка и съпротивление на изолацията, което е подходящо за проверка на надеждността във високоволтови плочи и влажни и горещи среди, като двете не могат да бъдат заменени по желание. Обектите на изпитване включват: съседни високоволтови и нисковолтови линии, окабеляване и заземителна повърхност, окабеляване и метална обвивка, вътрешна и външна изолация на многослойна платка и други ключови области.

 

Много хора бъркат изпитването за издръжливо напрежение с изпитването за изолационно съпротивление, основната разлика е: изпитване за издръжливо напрежение способност за разграждане, което е разрушителен критичен тест; Измервания на съпротивлението на изолацията цялост на изолацията и е неразрушителен дългосрочен тест за експлоатационни характеристики. Неквалифицираното издържащо напрежение означава, че изолационният слой има фатални дефекти, а ниското съпротивление на изолацията е най-вече замърсено, влажно или недостатъчно проектно разстояние.

 

Изпитването на съпротивление на напрежение е първата линия на защита за електрическата безопасност на печатните платки, служейки едновременно като стандартно изискване и като основен показател за качество. Разбирането на неговите принципи и спецификации може ефективно да избегне рисковете при проектирането и да подобри надеждността на продукта.