PCB六层板层间绝缘材料耐压性能解析
在电子制造领域,PCB 六层板的层间绝缘材料耐压性能是确保电路板质量和可靠性的重要指标。以下是关于 PCB 六层板层间绝缘材料耐压性能的详细介绍。
常用绝缘材料及特性
FR - 4 是 PCB 六层板常用的层间绝缘材料,其典型介电强度为 20 - 40kV/mm,但实际设计中会考虑安全系数,如取 6 - 10kV/mm。此外,还有 Rogers RO4350B 或 RO4835 等高性能材料,常用于高频高压场景,能提供更稳定的介电特性和更高的耐压性能。
影响耐压性能的因素
材料质量
纯度 :杂质会使绝缘材料的耐压性能下降。如 FR - 4 中若有较多杂质,会导致局部耐压降低,容易在杂质处产生电场集中,引发击穿现象。
均匀性 :材料内部结构不均匀,如存在气泡或疏松区域,会使电场分布不均匀,降低耐压性能。高质量的绝缘材料要求内部结构均匀致密,以确保电场能均匀分布,提高耐压能力。
加工工艺
层压质量 :层压过程中,若压力、温度控制不当,会导致层间结合不紧密,出现分层或空隙,降低绝缘性能和耐压能力。良好的层压工艺能使层间紧密结合,保证绝缘材料的完整性和连续性。
铜箔粗糙度 :铜箔表面过于粗糙,会引发局部电场集中,降低耐压性能。因此,应选择表面平整光滑的铜箔,并在加工过程中控制铜箔的粗糙度。
环境条件
湿度 :湿气会降低绝缘材料的绝缘电阻和耐压性能。FR - 4 等材料吸湿后,水分会在绝缘层中形成导电通路,导致漏电流增加,耐压性能下降。可在高湿度环境下进行密封或涂覆三防漆等防护措施。
温度 :高温会加速绝缘材料的老化,降低其耐压性能。不同材料的耐热性不同,如普通 FR - 4 的玻璃化温度一般为 130 - 150℃,长时间处于高温环境,其性能会逐渐下降。应根据实际使用环境选择合适的材料,并采取散热措施。
耐压测试方法
测试设备 :使用耐压测试仪,如 Hipot Tester。将 PCB 板连接到测试仪,以不高于 100V/s 的速率逐渐增加电压至规定值,如 500V DC,并保持一定时间,如 30 秒,观察电路板是否出现故障,如击穿、闪烁、冒烟等现象。
测试图形 :可采用专门设计的 PCB 多层板层间绝缘介质耐电压测试图形,如在六层板中设计铜盘和引线,将各层的铜盘通过引线引出到对应的测试孔,便于对每相邻两层间的绝缘介质进行耐电压测试,且测试图形相同,利于测试数据的精确对比分析。
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