Conception PCB haute tension : Matériaux, sécurité et meilleures pratiques

Lors de la création d'un PCB pour un biais CC haute tension, les normes et précautions deviennent beaucoup plus strictes. Les matériaux PCB haute tension et la conception pour la prévention des arcs assurent que le produit final est sûr et fonctionnel. Évitez les coûts accrus et le danger en gardant ces matériaux et conseils de conception PCB à l'esprit.

Matériaux PCB pour haute tension

Les matériaux utilisés dans la conception PCB haute tension doivent rester à performance optimale dans les environnements réguliers et lors des événements de surtension en vieillissant. Considérez les matériaux suivants pour les composants principaux de votre PCB :

• Matériau du circuit : Lors du choix des matériaux pour votre PCB, vous devriez prioriser le circuit lui-même. Il fournit une base pour le reste de la fonctionnalité du PCB, donc pesez tous les facteurs dans votre conception avant de commander le matériau. Le stratifié FR4 offre une rupture diélectrique très élevée, mais il a aussi une structure de bord faible et une vulnérabilité à la contamination. L'époxy BT offre une bonne résistance dans l'ensemble, mais ne convient qu'à des applications sélectionnées en raison de ses parois latérales fortes. Les stratifiés haute tension ont des performances très élevées mais aussi des prix élevés.
• Cuivre : Le cuivre utilisé pour créer les vias de votre PCB devrait avoir un poids suffisamment lourd pour résister aux courants élevés et au stress mécanique. Le PCB devrait inclure des circuits et matériaux en cuivre lourd (4-10 oz) ou extrême (10-50 oz).
• Résine et verre : Bien que ce ne soit pas techniquement un composant PCB majeur, les niveaux de résine et de verre dans votre circuit influenceront sa durabilité dans les situations haute tension. Un circuit avec une teneur élevée en résine et un style de verre petit offre les meilleures propriétés diélectriques.

Pour déterminer si un matériau fournira assez d'isolation pour survivre à un biais CC haute tension, recherchez son Indice de Traçabilité Comparatif (CTI). Le CTI d'un matériau indique la tension à laquelle il commence à se dégrader dans un test standardisé. Les entreprises qui fabriquent des stratifiés PCB partagent les chiffres CTI pour leurs produits sur les fiches techniques. Les numéros CTI se présentent en six catégories de 0 (>600 V) à 5 (<100 V), la catégorie 5 exprimant le niveau d'isolation le plus bas. Les normes industrielles telles que IEC-60950-1 et IPC-2221 mentionnent également des matériaux recommandés pour les PCB haute tension.

Rappelez-vous qu'en plus d'utiliser un matériau approprié pour les environnements haute tension, vous devez trouver une option qui peut résister à d'autres facteurs environnementaux. Un PCB avec des normes élevées pour l'isolation pourrait aussi nécessiter des matériaux qui réussissent dans les applications à haut vide ou haute pression.

Conseils de conception PCB haute tension

Une fois que vous choisissez les matériaux de votre PCB, votre fabricant devrait suivre des principes de conception qui augmentent sa pertinence pour le biais CC haute tension, tels que :

• Créer une finition de surface lisse pour minimiser la chance d'arcs
• Suivre les normes de sécurité pour l'espacement
• Réduire les bavures sur les bords du circuit après le routage
• Éviter les coins pointus dans la disposition des pistes et pastilles

Dégagement vs Rampe dans les PCB

Les PCB ont des exigences d'espacement serrées mesurées en rampe (creepage) et dégagement (clearance). Dans les environnements haute tension, un arc peut facilement se former entre deux des éléments conducteurs du PCB. Un espacement correct des composants réduit le risque d'un arc. Le dégagement et la rampe déterminent cet espacement. Le dégagement fait référence à la distance à travers l'air entre deux conducteurs. Si deux éléments conducteurs n'ont pas un dégagement suffisant, un événement de surtension peut causer un arc entre eux. La rampe représente aussi la distance entre deux conducteurs, mais sur la surface du matériau au lieu de travers l'air. Une rampe appropriée assure que les composants du circuit ne deviennent pas trop encombrés.

Applications haute tension

Plus d'industries que vous ne le pensez nécessitent des PCB qui résistent à la haute tension. Des conditions telles que la basse pression atmosphérique causent des arcs de tension à un taux accru, donc certaines applications qui n'utilisent pas immédiatement un courant élevé ont encore besoin d'un PCB avec une bonne conception. Les clients ont besoin de ces PCB pour des applications impliquant :

• Engins spatiaux et autres équipements spatiaux
• Aéronefs à haute altitude
• Lasers haute technologie
• Alimentations pour collisionneurs de particules

Les PCB qui fonctionnent dans des applications haute tension alimentent les technologies les plus innovantes disponibles aujourd'hui. Ingénieurs, scientifiques et chercheurs utilisent cette technologie pour faire avancer notre compréhension du fonctionnement du monde et pour développer une technologie encore plus avancée. Quand vous créez un produit comportant un PCB haute tension, vous contribuez aux domaines STEM de pointe.

Plus d'informations sur les PCB

Pour en savoir plus sur les matériaux utilisés pour créer les PCB, contactez-nous en ligne. Les membres de notre équipe comprennent les processus derrière la production et la fourniture de PCB et peuvent vous diriger vers le produit ou service dont vous avez besoin pour votre projet. Nous fournissons également des PCB dans une large gamme de matériaux pour de nombreuses applications. Appelez le 717-558-5975 pour parler avec notre équipe de support client sur tout sujet lié aux PCB.