Introducere în testul de tensiune de rezistență la PCB - Știință: principii, standarde și importanță esențială

Esența testului de tensiune de rezistență este pentru a aplica o tensiune înaltă de câteva ori mai mare decât tensiunea de lucru dintre conductorul PCB și conductor și masă pentru o anumită perioadă de timp, pentru a detecta dacă există o defecțiune, o conturnare sau un curent de scurgere peste pragSimulează condiții extreme de lucru, cum ar fi supratensiunile provocate de trăsnet, supratensiunile tranzitorii de comutare și descărcările electrostatice în timpul funcționării echipamentelor și verifică marja de siguranță a sistemului de izolație. Dacă tensiunea de rezistență a PCB-ului este insuficientă, va cauza scurgeri și semnale interferente și, în cel mai rău caz, se va defecta și va provoca incendii, provocând accidente personale și de siguranță a echipamentelor. În special în domenii de înaltă fiabilitate, cum ar fi alimentarea cu energie electrică, controlul industrial, energia nouă și asistența medicală, testarea tensiunii de rezistență este un element interzis.

 

Din punct de vedere fizic, rezistența la tensiune a unui PCB este determinată de rigiditatea dielectrică a substratului, distanța dintre conductori, curățenia suprafeței și grosimea stratului dielectricRezistența dielectrică a plăcilor convenționale FR-4 este de aproximativ 20-25kV/mm, iar tensiunea de rezistență a substraturilor de aluminiu este semnificativ mai mică decât cea a plăcilor rigide obișnuite datorită stratului subțire de izolație (50-150μm). Când câmpul electric depășește valoarea critică a materialului, stratul de izolație se rupe, formând un canal conductiv și provocând daune ireversibile. Testarea rezistenței la tensiune are ca scop expunerea în avans a defectelor de material, a defectelor de proiectare și a problemelor de proces prin intermediul unei presiuni ridicate controlate.

 

Standardele comune de testare ale industriei sunt IPC-6012 (plăci rigide), IPC-TM-650 (metode de testare) ca miez și sunt compatibile cu IEC 62368-1, UL 60950, GB 4943 și alte standarde de siguranță. Formula de calcul a tensiunii de testare este o valoare empirică comună în industrie: tensiunea de testare = 2× vârful tensiunii de funcționare + 1000VDe exemplu, pentru o tensiune de funcționare de 250V, tensiunea de testare este de aproximativ 1500V. În acest sens, trebuie dublată consolidarea izolației, respectând nivelul specific de siguranță al produsului. Timpul standard de testare este de 60 de secunde, iar linia de producție în masă poate fi scurtată la 1-3 secunde pentru testarea rapidă, dar eșantionarea trebuie efectuată pentru un test de durată completă. Pragul de curent de scurgere este de obicei setat la ≤ 1mA, iar placa de înaltă tensiune poate fi relaxată la 5mA, iar dacă îl depășește, va fi considerată necalificată.

 

Procesul de testare este împărțit în patru etape: pretratare, cablare, test de amplificare, determinare și descărcare. Pretratarea necesită ca PCB-ul să fie echilibrat la 23±2°C și 50±5% umiditate relativă timp de 24 de ore pentru a îndepărta fluxul de suprafață, praful și uleiul și a evita contaminarea care duce la aprecieri greșite. La cablare, tensiunea înaltă este terminată la conductorul testat, iar tensiunea joasă este terminată la o altă rețea sau masă, iar sonda trebuie să fie în contact precis pentru a evita zgârierea suprafeței plăcii. Tensiunea de creștere a tensiunii este treptată, iar rata nu depășește 100V/s pentru a preveni defectarea instantanee a circuitului. După test, dispozitivul trebuie descărcat complet pentru a evita deteriorarea prin încărcare reziduală sau deteriorarea instrumentului.

 

Testul de tensiune de rezistență este împărțit în două moduri: Aer condiționat şi CC (CC). Testul de tensiune de rezistență la curent alternativ este rapid, potrivit pentru screening-ul producției de masă și poate detecta defectele generale de izolație; tensiunea de rezistență la curent continuu poate măsura simultan curentul de scurgere și rezistența izolației, ceea ce este potrivit pentru verificarea fiabilității în plăci de înaltă tensiune și în medii umede și calde, ambele neputând fi înlocuite după bunul plac. Obiectele testate includ: linii adiacente de înaltă tensiune și joasă tensiune, cablaj și plan de masă, cablaj și carcasă metalică, izolația interioară și exterioară a plăcii multistrat și alte zone cheie.

 

Mulți oameni confundă testul de tensiune de rezistență cu testul de rezistență la izolație, diferența principală fiind: testul de tensiune de rezistență capacitatea de descompunere, care este un test critic distructiv; Măsuri de rezistență a izolației integritatea izolației și este un test de performanță pe termen lung nedistructiv. Tensiunea de rezistență necalificată înseamnă că stratul de izolație are defecte fatale, iar rezistența scăzută a izolației este în mare parte contaminată, umedă sau cu o distanță de proiectare insuficientă.

 

Testarea rezistenței la tensiune este prima linie de apărare pentru siguranța electrică a PCB-urilor, servind atât ca o cerință standard, cât și ca un criteriu fundamental pentru calitate. Înțelegerea principiilor și specificațiilor sale poate evita eficient riscurile de proiectare și poate îmbunătăți fiabilitatea produsului.