Jump to content

    

Электрическая прочность диэлектрика платы по плоскости внутреннего слоя

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?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вряд ли кто нибудь из наших ответит. Сам не так давно интересовался этим вопросом. Возможно добытая мной информация Вам чем то поможет.

 

Сначала нашел в сети такой вот документик "http://www.magazines007.com/pdf/High-Voltage-PCDesign.pdf", в нем утверждается:

"For multilayers, the internal layers are imaged and etched as in a single sided board. They are

laminated together with core material using uncured prepreg material. The cores provide the

support and insulation between the copper trace layers. After pressing in a 100 ton hydraulic

machine, the laminated board is processed like a double-sided board. ...

"

В разговорах с технологами, услышал такое же утверждение, а заодно и рекомендации увеличить зазоры между высоковольными проводниками во внутренних слоях процентов на 50 в отличии от "верхних" слоёв TOP и BOTTOM.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В разговорах с технологами, услышал такое же утверждение, а заодно и рекомендации увеличить зазоры между высоковольными проводниками во внутренних слоях процентов на 50 в отличии от "верхних" слоёв TOP и BOTTOM.

 

Это похоже что-то не имеющее под собой никаких оснований, Пробой по воздуху и грязи/пыли (наружный слой) и пробой диэлектрика (внутренний слой) - на порядок разные величины. Для воздушного зазора считается, допустим 3 Кв/мм, при этом для препрега, применяемого для прессования с FR4 - к примеру, 5кв/mil - что эквивалентно 40кВ/мм

 

Как делается плата - я знаю и сам, что она прессуется. Мой вопрос был такой - можно ли считать текстолит и препрег после прессования что это единый цельный диэлектрик с пробивным напряжением, одинаковым по всем направлениям.

Share this post


Link to post
Share on other sites

FR-4 - слоистый материал. Стекловолокно имеет большее напряжение на пробой, чем смола. Поэтому, как мне кажется, по плоскости должен быть больший зазор, чем между слоями.

Вообще есть IPC-2221 рекомендации по электрическим параметрам. Между слоями для FR-4 указано 40 кВ/мм. А на одном и том же слое для напряжения 1 кВ зазор получается 1,5 мм (если считать по формуле из этого стандарта).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Стекловолокно имеет большее напряжение на пробой, чем смола. Поэтому, как мне кажется, по плоскости должен быть больший зазор, чем между слоями.

 

Ну во первых, "кажется"... Ну пусть там меньше, пусть как у среднепаршивого компаунда 16-20кВ/мм, но это все равно не 3 кВ/мм воздуха. И, как вот мне кажется, воздуха там не должно остаться, после пресса то 100 тонного (интересно на сколько кв. см. эти тонны)

Share this post


Link to post
Share on other sites

"Кажется" я написал потому что нет у меня точных цифр.

Воздуха там действительно нет. У стеклоткани достаточно плотное плетение (оно к стати тоже стандартизировано, лень только искать соответствующий стандарт). И пробелы заполнены смолой. На пробой стекловолокно намного лучше выдерживает, чем компаунд и воздух. Между слоями чуть ли не на порядок больше напряжение на пробой, чем вдоль слоя, поскольку я компаунда на порядок меньше напряжение на пробой, чем у стекловолокна.

Стандарт которым нужно руководствоваться при проектировании платы я вам указал. Сформулируйте вопрос точнее. Вам какие цифры нужны?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Сформулируйте вопрос точнее. Вам какие цифры нужны?

Тогда меня интересует электрическая прочность компаунда, примененного, например, в препреге 7628 Kingboard Laminates (да или в любом, но вполне конкретном). Хотя, наверное, стоит написать производителю препрега.

 

Стандарт сюда не относится, там общие слова, а меня интересуют конкретно - из каких материалов сделать конкретную плату, чтобы минимизировать зазор на внутреннем слое за счет "правильного" компаунда хотя бы в 3 раза по сравнению с воздушным зазором.

 

Дело в том, что я там не могу пропилить воздушный зазор и залить его правильным компаундом (с 20-30 кВ/мм) сам, там via-дорожка "узкое место".

 

 

UPD:

хотя, одно решение вопроса в голову пришло... сделать не сквозные переходнушки.... Удорожание, но решение.

Share this post


Link to post
Share on other sites

7628 - грубо говоря, это тип плетения стекловолокна препрега. У Kingboard Laminates есть разные диэлектрики, с разным составом, под разную температуру стеклования. http://www.kblaminates.com/glass.asp Там перечислено с десяток типов FR-4, который они выпускают.

В стандартах рекомендации по зазорам между проводниками даны с запасом, что б уж наверняка всё было хорошо. Если рассчитывать по конкретным параметрам диэлектрика, то должен получится поменьше допустимый зазор. Но не в разы.

По поводу несквозных переходных: можно применить Back Drilling. Это не такая уж дорогая технология. Около 10% добавляет к цене. Правда я его применял только в многослойных платах, где его цена по сравнению со стоимостью за "слои" терялась в общей сумме.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
В стандартах рекомендации по зазорам между проводниками даны с запасом, что б уж наверняка всё было хорошо. Если рассчитывать по

конкретным параметрам диэлектрика, то должен получится поменьше допустимый зазор. Но не в разы.

 

Если, извините, в стандарте пишут, что 1.5 мм/Кв (независимо от того, внутренний слой, или внешний), то это смахивает на отписку ленивого, и ничего более. В такой стандарт я не верю и не хочу тупо и бездумно смотреть в такие документы.

 

Для примера - эпоксидный компаунд MAX MCR - дают 510V/mil (для воздуха - 75V/mil, для "стандарта" - 37.5V/mil) - это конечно не на порядок (по сравнению с воздухом), но почти в 7 раз, а по сравнению со "стандартом" - так больше, чем на порядок.

 

По поводу несквозных переходных: можно применить Back Drilling. Это не такая уж дорогая технология. Около 10% добавляет к цене. Правда я его применял только в многослойных платах, где его цена по сравнению со стоимостью за "слои" терялась в общей сумме.

Это пусть производитель разбирается сам, как там ему сверлить такие переходные, они там все умеют, и слепые, и глухие, и любые стеки микровиа. Мое дело документацию подготовить.

 

 

А вообще это нормально, на вопрос, какая диэлектрическая прочность у компаунда от конкретного препрега конкретной фирмы, отвечать "препреги бывают разные", на сайт я и сам как-нибудь догадаться сходить могу. Если знаете, так скажите - вот у такого препрега это параметр вот такой. Или - "не знаю".

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вы не совсем правильно поняли про стандарт.

В этом стандарте даны зазоры для 7 типов дорожек на одном слое: внутренние/внешние, закрытые маской/открытые, высота до 3050м над уровнем моря/ниже. Мне лень все писать. Я написал для внутренних проводников на 1 кВ, считая по формуле будет зазор 1,5 мм.

Для 2 кВ зазор, считая по формуле, получается 4 мм (т.е. не 1,5 кВ/мм).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Для 2 кВ зазор, считая по формуле, получается 4 мм (т.е. не 1,5 кВ/мм).

 

Тем не менее, я не верю в эти цифры. По сравнению даже со среднепаршивыми компаундами общего назначение они получаются занижены (по напряжению) ну слишком уж. Я так думаю, что стандарт учитывает "среднюю температуру по больнице", а не то, что надо мне - подобрать конкретные материалы, из которых сделать плату такую, чтобы эти зазоры стали удобоваримыми, сравнимыми с зазорами в заливке компаундом.

 

В общем, достаточно переливать из пустого в порожнее. Я дождусь, пока производитель отпразднует новый год, и буду пытать его. А тут - если кто-то знает реальные цифры для реальных материалов, а не стандарт о сферическом коне в вакууме - то именно это очень интересно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В datasheet с завода есть колоночка test metods. Поглядите, вам откроется, что параметры диэлектрика измеряются согласно IPC. Прочитайте его, не бойтесь. Вам хоть понятно станет, что там измеряют и как.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Прочитайте его, не бойтесь.

 

Ну не надо так сильно волноваться! Доступные мне даташиты на некоторые препреги я прочитал, нужной мне информации в них нет. Повторю вопрос в последний раз, для тех кто в танках и БТРах, и не знает, что бывают нужны не только платы стандартные, а и нестандартсные - интересует электрическая прочность компаунда, содержащегося в препреге. НЕТ ЭТОЙ ИНФЫ в даташитах.

 

Еще интересовало, становится ли материал единым целом, без воздушных прослоек, после прессования - ответ на эту часть вопроса получен - да, становится. Да и если даже становится не всегда, то можно отбраковать по пробою те редкие платы, в которых воздух в неудачном месте.

Share this post


Link to post
Share on other sites

В даташитах есть цифра минимального напряжения при котором происходит пробой материала по слою на расстоянии 1 дюйм. И в COC (Сertificate of Compliance) на конкретную партию товара будет конкретное значение, при котором произошел пробой при исследовании этой партии на заводе. Вот это - реальная цифра, всё остальное - домыслы.

При изготовлении нужно использовать конкретные цифры, которые контролируются конкретными отработанными методами. Радиолюбительские фантазии, которые не контролируются при производстве, никому не нужны.

Ну найдёте вы где-то какую-то цифру, вы что с ней делать будете? Если в конкретной партии материала она фактически будет на 20% меньше или в 2 раза больше, кто-нибудь об этом узнает? Или мы будем поставлять оборудование, которое может сгореть в любую минуту?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Радиолюбительские фантазии, которые не контролируются при производстве, никому не нужны.

Ну найдёте вы где-то какую-то цифру, вы что с ней делать будете? Если в конкретной партии материала она фактически будет на 20% меньше или в 2 раза больше, кто-нибудь об этом узнает? Или мы будем поставлять оборудование, которое может сгореть в любую минуту?

 

Кстати конкретную цифру конкретной партии в готовом изделии легко проверить. Достаточно взять кусок платы предназначенный для проверки на волновое сопротивление и подать между слоями интересующие киловольты. Ну или добавить на мультипликации необходимый участок и проверять каждую партию.

 

Это даст точный ответ.

Недостаток один - лаборанту потребуется допуск свыше 1000В :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this