PCB六層板層間絕緣材料耐壓性能解析
在電子制造領(lǐng)域,PCB 六層板的層間絕緣材料耐壓性能是確保電路板質(zhì)量和可靠性的重要指標(biāo)。以下是關(guān)于 PCB 六層板層間絕緣材料耐壓性能的詳細(xì)介紹。
常用絕緣材料及特性
FR - 4 是 PCB 六層板常用的層間絕緣材料,其典型介電強(qiáng)度為 20 - 40kV/mm,但實(shí)際設(shè)計(jì)中會(huì)考慮安全系數(shù),如取 6 - 10kV/mm。此外,還有 Rogers RO4350B 或 RO4835 等高性能材料,常用于高頻高壓場(chǎng)景,能提供更穩(wěn)定的介電特性和更高的耐壓性能。
影響耐壓性能的因素
材料質(zhì)量
純度 :雜質(zhì)會(huì)使絕緣材料的耐壓性能下降。如 FR - 4 中若有較多雜質(zhì),會(huì)導(dǎo)致局部耐壓降低,容易在雜質(zhì)處產(chǎn)生電場(chǎng)集中,引發(fā)擊穿現(xiàn)象。
均勻性 :材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻,如存在氣泡或疏松區(qū)域,會(huì)使電場(chǎng)分布不均勻,降低耐壓性能。高質(zhì)量的絕緣材料要求內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻致密,以確保電場(chǎng)能均勻分布,提高耐壓能力。
加工工藝
層壓質(zhì)量 :層壓過程中,若壓力、溫度控制不當(dāng),會(huì)導(dǎo)致層間結(jié)合不緊密,出現(xiàn)分層或空隙,降低絕緣性能和耐壓能力。良好的層壓工藝能使層間緊密結(jié)合,保證絕緣材料的完整性和連續(xù)性。
銅箔粗糙度 :銅箔表面過于粗糙,會(huì)引發(fā)局部電場(chǎng)集中,降低耐壓性能。因此,應(yīng)選擇表面平整光滑的銅箔,并在加工過程中控制銅箔的粗糙度。
環(huán)境條件
濕度 :濕氣會(huì)降低絕緣材料的絕緣電阻和耐壓性能。FR - 4 等材料吸濕后,水分會(huì)在絕緣層中形成導(dǎo)電通路,導(dǎo)致漏電流增加,耐壓性能下降??稍诟邼穸拳h(huán)境下進(jìn)行密封或涂覆三防漆等防護(hù)措施。
溫度 :高溫會(huì)加速絕緣材料的老化,降低其耐壓性能。不同材料的耐熱性不同,如普通 FR - 4 的玻璃化溫度一般為 130 - 150℃,長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境,其性能會(huì)逐漸下降。應(yīng)根據(jù)實(shí)際使用環(huán)境選擇合適的材料,并采取散熱措施。
耐壓測(cè)試方法
測(cè)試設(shè)備 :使用耐壓測(cè)試儀,如 Hipot Tester。將 PCB 板連接到測(cè)試儀,以不高于 100V/s 的速率逐漸增加電壓至規(guī)定值,如 500V DC,并保持一定時(shí)間,如 30 秒,觀察電路板是否出現(xiàn)故障,如擊穿、閃爍、冒煙等現(xiàn)象。
測(cè)試圖形 :可采用專門設(shè)計(jì)的 PCB 多層板層間絕緣介質(zhì)耐電壓測(cè)試圖形,如在六層板中設(shè)計(jì)銅盤和引線,將各層的銅盤通過引線引出到對(duì)應(yīng)的測(cè)試孔,便于對(duì)每相鄰兩層間的絕緣介質(zhì)進(jìn)行耐電壓測(cè)試,且測(cè)試圖形相同,利于測(cè)試數(shù)據(jù)的精確對(duì)比分析。
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