PCB板绝缘性能下降的原因有很多,其中最主要的是由于机械受力、潮湿、高温、化学性腐蚀、电晕放电等因素引起的。
机械受力:PCB板在生产、运输、安装过程中,很容易受到机械撞击或者振动,这些因素会导致板上的线路、电流等部件扭曲,断裂,甚至导致板的间隙减小,绝缘能力下降。
潮湿:当PCB板长期暴露在潮湿的环境中,潮气就会使得板的表面和内部受到湿气的渗透,导致它的表面电阻和介电强度下降,同时还容易导致PCB板上的铁、铜等金属元素氧化腐蚀,加速着板上零部件的失效。
高温:当PCB板长时间处于高温环境下,它的表面和内部往往容易发生膨胀变形。同时,因为 PCB 板上的电子元件和导线会发热,导致 PCB 板的表面温度升高,进一步恶化 PCB 板绝缘性能。
化学性腐蚀:与潮湿不同,化学腐蚀的主要作用是使 PCB 板上的材料、金属组成发生变化,损坏了基板的深度,加速了 PCB 板下细线路和小孔孔变形几率。
PCB板绝缘性能下降会导致很多问题,主要表现在以下几个方面:
1)电容效应:随着板子上的信号频率不断提高,PCB短线之间的电容会显著地影响电路的电性能,甚至对电路的正常工作造成关键性影响。
2)电磁干扰:当 PCB 板绝缘性能下降,导致导线短路和电路之间的简短距离发生变化,可能会使其成为干扰源;在这种情况下,电路中引入的任何噪声或干扰都会造成质量问题和接受性问题。
3)漏电流: 当 PCB 板绝缘性能下降,会导致 PCB 板上的直流电流发生泄漏,从而导致电源电压下降,增加系统的稳定性问题。
4)产品失效:当 PCB 板绝缘性能下降,容易导致 PCB 上的组件烧毁,电路不稳定,进而导致整个产品失效。
要提高 PCB 板绝缘性能,必须在设计、加工、装配、运输和使用等不同环节中采取一些有效的措施,以下具体如下:
1)优化 PCB 板的结构: 如果保持电气接点锥角在 60 度以上,电气接触剪切力在 1-1.5g 左右,晶体振荡器切片的安装方向应垂直于周围环境上的振动(如果是 SMD 锂电池,最好设置有隔振措施)等,都能有效的提高 PCB 板的绝缘性能。
2)选择高质量的 PCB 板材料: PCB板绝缘性能的好坏与材料密切相关,因此,选择质量好的材料制作 PCB 板是保障质量和延长使用寿命的重要因素之一。
3)选择好的PCB板厂家:在挑选 PCB 板厂家时,应该选择信誉较高、经验较丰富、品质有保障的厂家,确保 PCB 板的质量可靠,保证产品的稳定性和可靠性。
4)控制 PCB 板的环境和运输条件: PCB板的绝缘性能还受到使用环境和运输条件的影响,应该控制 PCB 板的运输和使用环境,确保材料和组件的质量。同时,经常清洁 PCB 板,保持其表面干燥,从而延长性能。
下面罗列出几种检测 PCB板绝缘性能的方法:
1)介电强度仪:这是一种常用的检测设备,利用电磁学、物理学的原理,来检测 PCB 板上的介电强度。
2)高电阻测量仪:用高电阻测量仪检测 PCB 板上的电阻,以此来判断 PCB 板的绝缘性能和电阻值是否正常。
3)绝缘材料破坏试验: 将 PCB 板样品放入冷循环处理,然后在变温周期中程序启动,计算所需的流量和压力数据。根据试验的结果,判断 PCB 板性能状况是否符合要求。
4)高压绝缘测试:高压绝缘测试是指使用带高电压源的测试设备对 PCB板进行高压绝缘测试,以判断其绝缘性能是否合格。