PCB材料と高電圧用の設計
高電圧DCバイアス用のPCBを作成する場合、標準と予防措置ははるかに厳しくなります。高電圧PCB材料とアーク防止のための設計により、最終製品の安全性と機能性が保証されます。これらのPCB材料と設計のヒントを念頭に置いて、コストの増加と危険を回避してください。
高電圧用PCB材料
高電圧PCB設計で使用される材料は、通常の環境と過電圧イベントの両方で、経年劣化しても最高のパフォーマンスを維持する必要があります。 PCBの主要コンポーネントについては、次の材料を検討してください。
- ボードの素材： PCBの材料を選択するときは、ボード自体に優先順位を付ける必要があります。これは、PCBの残りの機能の基盤を提供するため、材料を注文する前に、設計のすべての要素を比較検討してください。 FR4ラミネートは非常に高い絶縁破壊を提供しますが、エッジ構造が弱く、汚染に対して脆弱です。 BTエポキシは、あらゆる場所で優れた耐性を発揮しますが、側壁が強いため、一部の用途にのみ適しています。高電圧ラミネートは非常に高性能ですが、価格も高くなります。
- 銅： PCBのビアを作成するために使用される銅は、大電流と機械的ストレスに耐えるのに十分な重量が必要です。 PCBには、重い（4〜10オンス）または極端な（10〜50オンス）銅回路および材料を含める必要があります。
- 樹脂とガラス： 技術的には主要なPCBコンポーネントではありませんが、ボード内の樹脂とガラスのレベルは、高電圧状態での耐久性に影響を与えます。樹脂含有量が高く、ガラススタイルが小さいボードは、最高の誘電特性を提供します。
材料が高電圧DCバイアスに耐えるのに十分な絶縁を提供するかどうかを判断するには、その比較追跡指数（CTI）を調べます。材料のCTIは、標準化されたテストで材料が破壊し始める電圧を示します。 PCBラミネートを製造する企業は、データシートで自社製品のCTI値を共有しています。 CTI番号は、0（> 600 V）から5（<100 V）までの6つのカテゴリに分類され、カテゴリ5は最低レベルの絶縁を表します。 IEC-60950-1やIPC-2221などの業界標準にも、高電圧PCBの推奨材料が記載されています。
高電圧環境に適した材料を使用することに加えて、他の環境要因に耐えることができるオプションを見つける必要があることを忘れないでください。絶縁の基準が高いPCBには、高真空または高圧のアプリケーションで成功する材料も必要になる可能性があります。
高電圧PCB設計のヒント
PCBの材料を選択したら、製造元は次のような高電圧DCバイアスへの適合性を高める設計原則に従う必要があります。
- アークの可能性を最小限に抑えるために滑らかな表面仕上げを作成する
- 間隔に関する安全基準に従う
- ルーティング後のボードエッジのバリを減らす
- トレースとパッドのレイアウトで鋭い角を避ける
PCBのクリアランスとクリーページ
PCBには、沿面距離とクリアランスで測定される狭い間隔要件があります。高電圧環境では、PCBの2つの導電性要素の間にアークが簡単に形成される可能性があります。コンポーネントの間隔を正しく設定すると、アークが発生するリスクが軽減されます。クリアランスと沿面距離がこの間隔を決定します。クリアランスとは、2本の導体間の空気中の距離を指します。 2つの導電性要素に十分なクリアランスがない場合、過電圧イベントによってそれらの間にアークが発生する可能性があります。沿面距離は、2つの導体間の距離も表しますが、空気中ではなく、材料の表面上にあります。適切な沿面距離により、ボードのコンポーネントが混雑しすぎないようにします。
高電圧アプリケーション
あなたが思っているよりも多くの産業が高電圧に耐えるPCBを必要としています。空気圧が低いなどの条件では、電圧のアーク発生率が高くなるため、すぐに大電流を使用しないアプリケーションの中には、優れた設計のPCBが必要なものもあります。お客様は、以下を含むアプリケーションにこれらのPCBを必要としています。
- 宇宙船およびその他の宇宙機器
- 高高度航空機
- ハイテクレーザー
- 粒子衝突型加速器用の電源
高電圧アプリケーションで機能するPCBは、今日利用可能な最も革新的なテクノロジーに電力を供給します。エンジニア、科学者、研究者はこのテクノロジーを使用して、世界の仕組みについての理解を深め、さらに高度なテクノロジーを開発しています。高電圧PCBを特徴とする製品を作成すると、最先端のSTEM分野に貢献します。
PCBに関する詳細情報
PCBの作成に使用される材料の詳細については、オンラインでお問い合わせください。私たちのチームメンバーは、PCBの生産と供給の背後にあるプロセスを理解しており、プロジェクトに必要な製品やサービスを紹介することができます。また、さまざまな用途向けに幅広い材料のPCBを提供しています。 PCB関連のトピックについてカスタマーサポートチームと話すには、717-558-5975に電話してください。
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