多層印制電路板電氣性能檢測技術(shù)應(yīng)用研究

宋一凡 韓晶 徐楓 劉聰

北京中大華遠(yuǎn)認(rèn)證中心

一、引言

根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的需求，為了驗(yàn)證多層印制電路板所使用的材料是否符合要求，及所采用的工藝是否可行，需要對多層印制電路板的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度電氣性能進(jìn)行檢測。針對絕緣電阻和抗電強(qiáng)度性能要求，利用現(xiàn)有技術(shù)條件和儀器設(shè)備，制定檢測方案，進(jìn)行檢測試驗(yàn)。

二、檢測條件

（一）多層印制電路板結(jié)構(gòu)

多層印制電路板規(guī)范性測試板規(guī)格尺寸為60mm×22mm×2mm，電路板上表面對稱分布鍍覆空和兩條平行鍍覆導(dǎo)線，其具體結(jié)構(gòu)和位置分布如圖1所示：

圖1 絕緣電阻和抗電強(qiáng)度測試板表層圖

（二）多層印制電路板狀態(tài)

多層印制電路板的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度電氣性能檢測包括常規(guī)條件和交變濕熱條件兩種情況。

多層印制板交變濕熱處理方法如下：

(1)先后用異丙醇和去離子水將試樣清洗干凈;

(2)放入干燥箱內(nèi)烘干，烘干溫度為110℃～120℃;

(3)在干燥的環(huán)境條件下冷卻至室溫，及時(shí)在被檢件表面均勻涂抹敷形涂覆層（測試點(diǎn)暴露）;

(4)放入濕熱試驗(yàn)箱內(nèi)（低溫25℃±2℃，高溫65℃±2℃，相對濕度90%～98%可變）按圖2所示的步驟連續(xù)進(jìn)行10個(gè)循環(huán);

(5)交變濕熱后從箱中取出試樣，在2h內(nèi)進(jìn)行絕緣電阻和抗電電壓測量;

(6)在正常條件下穩(wěn)定24h后，檢查樣板上是否有白斑、起泡、分層等現(xiàn)象。

圖2 交變濕熱循環(huán)試驗(yàn)程序圖

（三）檢測用儀器

檢測多層印制電路板電學(xué)性能需要使用的檢測儀器如表1所示：

表1 檢測用儀器

三、電氣性能檢測

（一）檢測方法

(1)測量多層印制板被測導(dǎo)線間距和導(dǎo)線相互平行段的長度b;

(2)根據(jù)所測線間距選擇測試電壓，測試電壓如表2所示：

表2 線間距與測試電壓對照表

(3)絕緣電阻測試儀的高低端分別與被測印制電路板兩條導(dǎo)線相連，將其放入屏蔽盒中，保持選定的電壓1min，讀取被測印制電路板的絕緣電阻值，并記錄;

(4)將耐壓測試儀探頭連接在兩條相鄰被測導(dǎo)線上，按儀器要求緩緩連續(xù)升壓，在規(guī)定的耐電壓條件下保持1min而不應(yīng)擊穿，如未達(dá)到規(guī)定電壓值出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，則應(yīng)記錄擊穿時(shí)的電壓值U;

(5)對測試的結(jié)果按公式Um=U/b換算成標(biāo)準(zhǔn)間距的抗電強(qiáng)度。其中：

Um—相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)間距時(shí)的抗電強(qiáng)度,單位為伏每毫米（V/mm）；

U—實(shí)測的耐電壓值,單位為伏（V）；

b —導(dǎo)線的實(shí)際間距,單位為毫米（mm）。

（二）性能要求

多層印制電路板表層、內(nèi)層同平面內(nèi)以及層間兩相鄰導(dǎo)體絕緣電阻應(yīng)符合表3規(guī)定，表層和內(nèi)層同平面內(nèi)兩相鄰導(dǎo)體抗電強(qiáng)度應(yīng)符合表4、表5規(guī)定。

表3 絕緣電阻性能要求表

表4 同平面抗電強(qiáng)度性能要求表

表5 層間相鄰導(dǎo)體間距≥0.1mm抗電強(qiáng)度性能要求表

（三）檢測結(jié)果

按上述檢測方法和性能要求，分別選取4件正常條件下和經(jīng)過交變濕熱處理后的多層電路印制板進(jìn)行檢測，所測絕緣電阻數(shù)值如表6、表7，所測抗電強(qiáng)度情況如表8、表9所示：

表6 正常條件下絕緣電阻檢測數(shù)表

表7 交熱濕變條件下絕緣電阻檢測表

如表6、表7、表8和表9所示，所測導(dǎo)線間距為1mm和 0.5mm的多層印制電路板的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度符合多層印制電路板電學(xué)性能要求。

表8 正常條件下抗電強(qiáng)度檢測表

表9 交熱濕變條件下抗電強(qiáng)度檢測表

四、結(jié)論

使用該檢測方法，能夠準(zhǔn)確確定多層印制電路板表層、層壓前多層板任一層和內(nèi)層的導(dǎo)電圖形規(guī)定部分的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度，檢測方法完全滿足檢測多層印制板絕緣電阻性能的要求，能夠驗(yàn)證使用材料是否符合要求以及工藝的可行性和準(zhǔn)確性。