IPC-TM-650 2.5.6.2 Elektrická pevnosť materiálu plošných spojov

Norma „IPC-TM-650 2.5.6.2 Elektrická pevnosť materiálu plošných spojov“, ktorú vyvinul Inštitút plošných spojov (IPC), opisuje testovaciu metódu na hodnotenie schopnosti izolačného materiálu odolávať elektrickému rušeniu kolmému na rovinu materiálu pri vystavení krátkodobému vysokému napätiu pri štandardných frekvenciách striedavého prúdu 50 – 60 Hz.

Túto metódu je možné použiť na materiály akejkoľvek hrúbky až do približne 3,175 mm, ale pri materiáloch nad 0,508 mm sa na charakterizáciu elektrickej integrity materiálu zvyčajne používajú iné metódy, ako napríklad dielektrický prieraz. Výsledky tohto testu môžu byť výrazne ovplyvnené obsahom vlhkosti a výsledky získané pri použití rôznych predkondicionačných podmienok nemusia byť porovnateľné.

Táto metóda využíva prostredie na báze oleja na zabránenie vznietenia v malej vzorke a výsledky nemusia byť porovnateľné s testami vykonanými na vzduchu. Hodnoty získané touto metódou by sa nemali používať na odhad izolačnej schopnosti ultratenkých kovom potiahnutých laminátov.

Hodnoty určené touto metódou sa vo všeobecnosti znižujú so zvyšujúcou sa hrúbkou vzorky pre inak identické materiály. Táto metóda je založená na technikách opísaných v „Štandardnej skúšobnej metóde ASTM D149 pre dielektrické prierazné napätie a dielektrickú pevnosť pevných elektrických izolačných materiálov pri komerčných výkonových frekvenciách“.

Pokiaľ nie je uvedené inak, mali by sa pripraviť tri vzorky. Rozmery vzorky by mali byť 10 cm plus/mínus 2,5 cm x 10 cm plus/mínus 2,5 cm, veľkosť však nie je kritická, pokiaľ na okrajoch nedôjde k preskoku.

Vzorky by sa mali odrezať primerane pozdĺž oboch okrajov1 a stredu laminátu, ale žiadna vzorka by sa nemala odobrať bližšie ako 2,5 cm od okraja listov plnej veľkosti.

Všetky kovové povlaky na materiáloch pokrytých fóliou musia byť pred kondicionovaním alebo testovaním odstránené obrusovaním a dôkladne vyčistené.

Nevytvrdený materiál musí byť úplne vytvrdený. ​​Za normálnych podmienok sa odporúča dvojvrstvová laminácia na porovnanie s prepregovým materiálom. Jednovrstvové lamináty sa odporúčajú pre krycie vrstvy a podobné produkty určené na jednovrstvové použitie.

Medzi vybavenie a materiály použité pri testoch patria:

• Vysokonapäťový tester porúch s dostatočným menovitým prúdom najmenej 25 kV, motorizovaný ovládač s frekvenciou nárastu 500 voltov za sekundu a meracie zariadenie schopné zobraziť 5 % poruchové napätie v celom rozsahu skutočných poruchových napätí (typicky 1 kV až 20 kV).
• Olejová nádrž naplnená izolačným olejom.
• Súprava na testovanie elektród pozostáva z elektród s priemerom 5 cm a polomerom 0,64 cm na okraji. Elektródy môžu byť vyrobené z nehrdzavejúcej ocele alebo mosadze. Povrch elektród by mal byť bez nerovností a na dosiahnutie tohto cieľa sa dá vyleštiť.
• Dva vysokonapäťové testovacie káble (odporúčajú sa sondy s menovitým napätím vyšším, ako je napäťová kapacita testovaného zariadenia).
• Mikrometer schopný rozlíšiť do minimálnej hĺbky 0,0003 cm. Pri presnom meraní materiálov menších ako 0,013 cm môže byť presnosť testu výrazne obmedzená z dôvodu nemožnosti presne zmerať vzorku.
• Vodný kúpeľ s konštantnou teplotou naplnený destilovanou vodou, schopný udržiavať teplotu 50 stupňov plus/mínus 2 stupne.
• Veľká kadička alebo panvica naplnená destilovanou vodou pri izbovej teplote.
• Stojan na uloženie a oddeľovanie vzoriek v 50-stupňovom vodnom kúpeli.
• Papierové utierky bez vlákien.

Pokiaľ nie je uvedené inak, vzorka by sa mala kondicionovať v destilovanej vode udržiavanej na teplote 50 stupňov Celzia plus/mínus 2 stupne počas 48 hodín plus 2 hodiny mínus 0 hodín. Následne by sa vzorka mala ponoriť do destilovanej vody pri okolitej teplote na minimálne 30 minút a maximálne štyri hodiny, aby sa dosiahla teplotná rovnováha bez významných zmien obsahu vlhkosti.

Test by sa mal vykonať pri okolitej teplote 23 stupňov Celzia plus/mínus 5 stupňov Celzia. Relatívna vlhkosť nie je dôležitá, pretože testy sa vykonávajú v olejovej atmosfére.

Počas testovania sa predkondicionovaná vzorka vyberie z vody s okolitou teplotou a osuší papierovou utierkou, ktorá nepúšťa vlákna. Hrúbka vzorky sa určí a zaznamená v štyroch bodoch, 2,5 cm od okraja a stredu na každej strane. Vzorka sa umiestni do testovacieho prípravku a vycentruje sa, aby sa znížila možnosť preskoku. Testovacie zariadenie sa prevádzkuje tak, aby aplikovalo napätie v krokoch 500 voltov za sekundu a pozoruje sa bod, v ktorom zariadenie vykazuje poruchu. Pri hodnotách nad 10 kV sa zaznamenáva napätie poruchy s presnosťou na 0,1 kV a pri všetkých nižších hodnotách s presnosťou aspoň na 5 percent. Vzorka sa vyberie z olejového média a potvrdí sa výskyt poruchy. Ak sa nepozoruje žiadna porucha, vzorka sa vráti na pôvodné miesto, starostlivo vycentruje a test sa opakuje. Ak dôjde k preskoku, mala by sa použiť väčšia vzorka alebo nový olej. Zostávajúce dve vzorky sa testujú podľa vyššie uvedeného postupu.

Zo štyroch samostatných nameraných hodnôt sa vypočíta priemerná hrúbka pre každú vzorku. Pre každú vzorku sa elektrický výkon určí vo voltoch na mil vydelením prierazného napätia vyjadreného v kilovoltoch hrúbkou. Potom sa vypočíta priemer samostatných hodnôt pre každú vzorku na určenie priemerného elektrického výkonu. Tento priemer sa zaokrúhli na najbližších 10 voltov na mil. Ak niektorá vzorka klesne pod minimálnu špecifikáciu, vypočíta sa percento požiadavky.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky zo všetkých sektorov širokou škálou testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, má silný tím, ktorý pozorne sleduje vývoj vedy a techniky na celom svete a neustále sa zlepšuje. V tomto rámci poskytujeme podnikom aj testovacie služby v súlade s normou „IPC-TM-650 2.5.6.2 Elektrická pevnosť tlačených káblových materiálov“.