Электрическая прочность диэлектрика платы по плоскости внутреннего слоя Опции

[SM]

Вопрос скорее к технологам производства плат.... Поэтому тут.

Скажите пожалуйста, а производителями плат регламентируется напряжение пробоя по плоскости внутреннего слоя? Можно ли считать, что если применен препрег с электрической прочностью 1 kv/mil, то и пробой слой-слой наступит при превышении этого параметра, и пробой по плоскости тоже? То есть, можно ли считать, что препрег становится единым целым с материалом, с которым прессуется?

[SM]

Ну, в общем, эпопея закончилась официальным ответом производителя:

No copper area on inner layer will be filled with resin after laminate press. So, there is filled with resin and/or glass fiber between circuits. The space between horizontal circuits will influence the electric strength. To meet the standard of 40kV/1.6mm, the space between the both circuits shall have 1.6mm at least.
....
If the inner layer is 2nd layer, the space between L1 and L2 also requires 1.6mm at least to meet 40kV. The board thickness will be 3.2mm or more.

Таким образом производитель официально подтвердил, что от направления в материале напряжение пробоя не зависит, как ни крути, 40kV/1.6mm для используемого материала, в том числе и по горизонтали на внутреннем слое. На этом все размышления закончены, можно спокойно работать дальше, опираясь на этот ответ.

UPD. Ну и заодно в который раз подтвердилось, что стандарты предназначены для тех, кто думать не хочет, или не может...

[gte]

Ну, в общем, эпопея закончилась официальным ответом производителя:
Таким образом производитель официально подтвердил, что от направления в материале напряжение пробоя не зависит, как ни крути, 40kV/1.6mm для используемого материала, в том числе и по горизонтали на внутреннем слое. На этом все размышления закончены, можно спокойно работать дальше, опираясь на этот ответ.

Это теоретические размышления о заполнении и наполнителе. Попробуйте найти условия испытаний 40kV/1.6mm. Для них должна быть оговорена форма электродов и это никак ни две соседние дорожки торцом.
Думается мне, что Вам ответили про то, что простаранство заполняется компаундом или препрегом которые держат тесты на 40kV/1.6mm.
Но посторонние включения воздуха и "грязи", другие факторы, в том числе тонкие края дорожек, могут снизить реальную долговременную прочность при высоком напряжении в десятки раз.
Вы можете, например, посмотреть какое пробивное напряженние у полиэтилена и какое закладывается для полиэтиленовой изоляции кабелей.

[SM]

Это теоретические размышления о заполнении и наполнителе. Попробуйте найти условия испытаний

Мне уже не надо ничего пробовать, искать, и т.п. Это официальный ответ производителя, что в производимых им платах конкретно из этого материала это именно вот так, а не иначе. Мы даже переспросили второй раз, точно ли нет зависимости от направления. А теоретические измышления это у нас тут, в форуме. Неверующие могут не верить, это их неотъемлемое право.

Что касается некоторого процента брака, так это я допускаю всегда. Точно так же может быть брак (полость, неоднородность) и внутри текстолита (core который), и микротрещина дорожки, не пойманная электроконтролем, и еще много чего может быть. На то есть испытания на выходном контроле.

[Tanya]

Мне уже не надо ничего пробовать, искать, и т.п.

Я не знаю, что Вы строите, пару слов добавлю к предыдущим ораторам.
Пробой он разный бывает... Вот один из плохих вариантов. Где-то там внутри медленно-медленно образуется (формируется... растет) канал, который потом даже при меньшем напряжении, чем то, при котором все было нормально, внезапно пробивается с характерным звуком. В жидких диэлектриках так не должно быть.
Наблюдала такое даже в фарфоре. Хотя там трудно придумать какие-то химические реакции - все уже окислено до предела.

[SM]

Наблюдала такое даже в фарфоре.

Кстати, тоже наблюдал. Склоняюсь к тому, что это микротрещина, или похожая аномалия. В общем, очередной вид брака, который должен быть с высокой вероятностью выявлен при выходном контроле.

Что касается применения - грубо говоря, просто гальваноразвязанный измерительный прибор, связанный с одной стороны с PC, с другой с каким-то объектом. Вопрос стоит минимизации размеров - миниатюризации, при не ухудшении параметров гальваноразвязки.

[Tanya]

Кстати, тоже наблюдал. Склоняюсь к тому, что это микротрещина, или похожая аномалия. В общем, очередной вид брака, который должен быть с высокой вероятностью выявлен при выходном контроле.

Что касается применения - грубо говоря, просто гальваноразвязанный измерительный прибор, связанный с одной стороны с PC, с другой с каким-то объектом. Вопрос стоит минимизации размеров - миниатюризации, при не ухудшении параметров гальваноразвязки.

Вот про высокую вероятность... сомнительно очень. А какое у вас рабочее напряжение?
Если уж так размеры экономите, то можно подумать об дополнительной обработке плат.

А напряженность у электрода, при прочих равных, растет с уменьшением кривизны электрода пропорционально квадрату радиуса.

Наверное, Вы хотели сказать - обратно пропорционально. А почему квадрат? Мне другое кажется.

[gte]

Наверное, Вы хотели сказать - обратно пропорционально. А почему квадрат? Мне другое кажется.

Если написать по другому, то напряженность обратно пропорциональна квадрату радиуса.
Квадрату радиуса, потому что обратно пропорциональна площади сферы.

Кстати, 40kV/1.6mm это guaranteed, а typical они дают 60-70kV. насчет методики испытания, которая дает эти 40kV, разумеется есть полная информация.

И эта методика предусматривает возможность измерения пробивного напряжения печатной платы продольно?

[Tanya]

Если написать по другому, то напряженность обратно пропорциональна квадрату радиуса.
Квадрату радиуса, потому что обратно пропорциональна площади сферы.

Заряд/квадрат радиуса = Заряд/радиус/радиус = Напряжение/радиус

[gte]

Заряд/квадрат радиуса = Заряд/радиус/радиус = Напряжение/радиус

Заряд есть следствие напряжения, а не наоборот.
Но дело не в этом. Все несколько сложнее. Попробую объяснить в графическом представлении, так как заниматься математикой нет никакого желания.
Представьте плоский конденсатор. В нем условные линии силового поля. они параллельны, их удельное количесво соответсвует определенным напряжению и напряженности.

Если один из электродов заменить сферой, то при большом радиусе сферы напряженность в минимальной части будет близка к U/L, где L расстояние от плоскости до поверхности сферы.

Если не меняя L уменьшать радиус сферы, то при достаточно больших радиусах сферы относительно L напряженность будет изменяться незначительно.

Но когда кривизна сферы станет соизмерима с расстоянием и меньше, то ситуация изменится. Силовые линии входят в металл перпендикулярно поверхности и на поверхности сферы, обращенной к плоскости противоположного электрода будут собираться силовые линии с определенной, большей, поверхности противоположного электрода. Напряженность на поверхности сферы будет возрастать пропорционально концентрации условных силовых линий поля. В этих условиях с уменьшением радиуса уменьшается площать поверхности сферы и пропорционально возрастает концентрация условных силовых линий, а соответственно и напряженность на поверхности сферы.
Где то так.

Буду именно на это ориентироваться (раз мне это гарантировали, точнее почти на это, я у них же запросил для моего реального случая зазор, для 6000 VDC, вот жду что ответят)

В таких случаях надо либо ориентироваться на какие то стандарты, либо действовать на свой страх и риск, глубже вникая в проблему. В качестве довоба привожу пример для полиэтилена. В тонких пленках его электропрочность достигает 700 кВ на мм. однако в объеме и времени из-за не высокой стойкости к ч.р. и других факторов рабочая напряженность в кабелях среднего напряжения составляет 2-5 кВ/мм.
Кратковременная электрическая прочность эпоксидных смол сильно изменяется от расстояния. Например, при если при 1,6мм имеем 195 кВ/мм, то при 6 мм 90 кВ/мм. Поле квазиоднородное. Это кратковременная прочность.

Через 10000 часов прочность линейно падает с 200 кВ до 60 кВ/мм (зазор 0,5, диаметр шаров 8мм) при 20 градусах Цельсия (при 105 градусах до 40 кВ/мм). И будет спадать далее такими же темпами. Это данные для дифенольной смолы с наполнителем - кварцевым порошком. Если локально превысите напряженность до возникновения заметных ч.р. то процесс пойдет гораздо быстрее.

[SM]

либо действовать на свой страх и риск, глубже вникая в проблему.

Какой же это страх и риск, действовать, полагаясь на спецификацию изделия, гарантированную его производителем??? Я вообще привык всегда полагаться на спецификации производителя на компоненты изделия, и, только, если в них нет каких-то данных, которые могут быть стандартными, то только тогда, вторично, на стандарты. Если производитель сообщил какие-то параметры, значит так оно и есть, и обсуждать это я никакого права не имею, я должен на это полагаться в своей разработке. Эти обещанные 40 kV и есть та самая прочность с учетом всех (известных технологам пр-ва плат и материалов плат и разработчикам тех технологий) факторов, на нее влияющих, в тех условиях, в которых разрешена эксплуатация платы производителем. А чего оно там "может достигать", особенно локально, на это никто смотреть не будет, вообще непонятно, кому это нужно, разве в академических целях. Говорят, и синус двух достигать может, в военное время... Я не технолог производства, и не разработчик технологии. Мое дело использовать компонент, в данном случае "печатная плата", ориентируясь на его параметры, данные его производителем. Сейчас они даны в полном необходимом объеме.

Что касается брака, дефектов, каких-то там полостей, каких-то заостренностей в меди, и прочей гадости, так это именно дефекты (брак), и их надо отбраковывать. Как - рентген например. Этот вопрос уже вне этого обсуждения.

[gte]

Какой же это страх и риск, действовать, полагаясь на спецификацию изделия, гарантированную его производителем??? Я вообще привык всегда полагаться на спецификации производителя на компоненты изделия, и, только, если в них нет каких-то данных, которые могут быть стандартными, то только тогда, вторично, на стандарты. Если производитель сообщил какие-то параметры, значит так оно и есть, и обсуждать это я никакого права не имею, я должен на это полагаться в своей разработке. Эти обещанные 40 kV и есть та самая прочность с учетом всех (известных технологам пр-ва плат и материалов плат и разработчикам тех технологий) факторов, на нее влияющих, в тех условиях, в которых разрешена эксплуатация платы производителем.

Видимо, Вы не знакомы со спецификой техники высоких напряжений.
Давайте обсудим это здесь через год после запуска Ваших изделий с таким подходом.
Удачи.