印制电路板低气压条件下的耐电压测试
2011-09-18刘立国韩爱芳
刘立国 韩爱芳 贾 燕
(江南计算技术研究所印制板质量检测中心,江苏 无锡 214083)
由于航空航天电子产品常常处在低气压的工作环境中,因此早在80年代国军标就专门制定了GJB150.2-86《低气压(高度)试验》军用设备环境试验方法,针对印制板的使用,航天部门又在90年代制定的印制电路板通用规范中专门制定了低气压条件下耐电压测试的方法与规范,其要求见表1所示。

表1 PCB耐电压性能试验方法
近年来,随着我国经济的快速发展,民用航空业、高海拔地区的通信设施等产品印制板用量也大大增加,并且由于印制板高密度化、介质层厚度的薄型化趋势,因此,低气压条件下的耐电压性能也应引起一定的关注。
1 气压条件与耐电压的理论关系
所谓低气压是指低于海平面常压的气压。从物理知识中我们知道,气压与海拔有着密切的关系,空气在地球引力的作用下,具有一定的质量,离地球表面越远(即海拔越高),气压越低。在标准状况下,每升高100米,气压降低1 kPa。每升高1000米,温度则下降大约6 ℃。而在同一高度上的大气压又随地理纬度的增加而降低,在1 km ~ 5 km范围内,递减率一般为10 kPa/km。

式中:Us——低气压条件下的耐电压值,V;
A——系数,在空气中为0.110 V/cm pa;
B——系数,在空气中为2.744 /cm pa;
P——大气压,pa;
d——导线间距,cm;
γ——电极系数,0.025 cm。
介质随气压变化的耐电压关系称为帕邢定律,用公式(1)表示,其中A和B为常数,γ表示一个正离子撞击阴极表面时平均从阴极表面逸出的电子数目(二次电子发射)。
1889年,帕邢总结了大量的试验结果,研究提出:对一定的电极和一定的气体,击穿电压Us取决于气体压强P与电极间距离d两者的乘积Pd,Us≈f(Pd),函数f的曲线向上凹,有一极小值,这一曲线图称为帕邢定律(帕邢曲线图)。……
