Материалы печатных плат.

В качестве конструкционных и электроизоляционных материалов низкочастотных цепей широко применяют слоистые пластмассы (гетинакс, текстолит, материалы группы FR и др.), в которых основой является тот или иной листовой волокнистый материал.

Гетинакс получают горячей прессовкой бумами пропитанной фенолформальдегидной смолой или другими смолами этого же типа. Свойства гетинакса, предназначенного для использования в электронной аппаратуре, приведены в [l].

Дугостойкость гетинакса, как и других фенолформальдегидных пластмасс, невысока. После действия разряда на поверхности материала остаётся науглероженный "след", обладающий значительной проводимостью.

Вследствие слоистого строения гетинакса электрические свойства в перпендикулярном и параллельном направлениях различны. Так, например, удельное сопротивление гетинакса вдоль слоев в 50 100 раз ниже, чем поперёк слоев; электрическая прочность в 5-8 раз ниже, чем поперёк.

Для изготовления печатных схем низкочастотных цепей электронной аппаратуры используют фольгированный гетинакс. Он представляет собой гетинакс, облицованный с одной или двух сторон электролитической красномедной фольгой толщиной 0,035-0,05 мм.

Текстолит аналогичен гетинаксу но изготовляется не из пропитанной бумаги, а из пропитанной хлопчатобумажной ткани.

Исходя из справочных данных [l], можно сделать вывод, что электрические и механические свойства при статическом приложении нагрузки у текстолита из хлопчатобумажной ткани ниже, чем у гетинакса, зато он имеет повышенную (по сравнению с гетинаксом) стойкость к истиранию и сопротивление раскалыванию при вдавливании клина в торец доски. В качестве варианта текстолита используется материал, называемый стеклотекстолитом. Он выполнен аналогично текстолиту, но в основе его структуры лежит стеклоткань.

Все электроизоляционные материалы способны быстро терять свои свойства, что требует особого внимания при хранении и использовании на монтаже.

Теория эксперимента

Через диэлектрик, помещённый во внешнее электрическое поле, протекает ток, имеющий две составляющие. Одна из них характеризует объёмную проводимость материала, другая - поверхностную.

Таким образом, эквивалентная схема активного сопротивления диэлектрика может быть представлена в виде параллельного соединения двух сопротивлений: R_V- объёмного и R_S - поверхностного. На практике стремятся измерить каждую из этих составляющих. Для этого используют образцы диэлектриков с системой трёх электродов: измерительного, высоковольтного и охранного кольца.

Введение охранного кольца обусловлено необходимостью выполнения следующих моментов:

1. Разделения поверхностной и объёмной составляющих токов проводимости (рисунок 6,а).

2. Повышения однородности электрического поля вблизи торцов электродов (рисунок 6,б).

Рисунок 6 Схема измерения объёмного «а» и поверхностного «б» сопротивлений диэлектриков: 1 - охранный; 2 - образец диэлектрика; 3 - измерительный;

4 - гальванометр; 5 - источник питания; 6 - высоковольтный электрод.

Очевидно, что однородность поля тем выше, чем меньше величина отношения . Согласно рисунку, объёмно-остаточная электропроводность диэлектрика может быть рассчитана:

,

где γ - электропроводность Ом^-1 × См^-1;

S_ЭФ - эффективная площадь измерительного электрода, определяемая следующим образом:

.

В случае выполнения условия D » 10d влиянием неоднородности электрического поля при определении R_V можно пренебречь и использовать более простую, двухэлектродную систему (без охранного кольца).

При определении поверхностного сопротивления используется та же система электродов. Поверхностная электропроводность определяется с точностью до 3 - 5%:

, .

Лабораторная установка

Назначение

Измеритель электропроводности ИЭП1-03 (в дальнейшем по тексту прибор) предназначен для проведения лабораторного практикума в ВУЗах. Прибор применяется самостоятельно или в составе комплекса МУК-РМ1. Прибор предназначен для исследования температурных зависимостей сопротивления постоянному току металлических, полупроводниковых и диэлектрических образцов.

Условия эксплуатации - лабораторные:

• Температура окружающей среды от 283 до 308 К (от+10 до+35 °С);

• Относительная влажность до 80% при температуре 298 К (+25 °С);

• Атмосферное давление 100 + 4 кПа (750 ± 30 мм рт. ст.);

• Напряжение питающей сети 220 ± 20 В частотой 50 Гц.