169040. lajstromszámú szabadalom • Nyomtatott áramköri lemez
3 Az ilyen hajszálrepedések az áramkört megszakítják úgy, hogy a vezetékvégek közötti távolság nagyon kicsi, kb 5-100/um. Az áramkör ilyen megszakadása jöhet létre forrasztási hibáknál is, hidegforrasztási helyen a vezetékvégek egymástól ugyan- 5 ilyen kis távolságban vannak. Az áramkör fent ismertetett megszakadásai gyakran nem ismerhetők fel egyértelműen, mivel a vezetékvégek a készülék hideg állapotában vagy meghatározott helyzetében érintkeznek és az áram- 10 kör csak felmelegedés, érintés vagy a készülék helyzetének megváltoztatása hatására - pl. rázás közben — szakad meg. Az áramkör ilyen megszakadása az alábbi súlyos hátrányokkal jár együtt: Ha egy eddig működőképes áramkör a fentem- 15 lített okok valamelyike miatt megszakad, akkor a vezető árama megszakad és a hajszálrepedésen az áramkör teljes feszültsége fellép. A feszültség nagyságától és a repedés szélességétől függően a szakadás helyén villamos ív keletkezik, amely többezer 20 C° hőmérsékletű. A villamos ív intenzitása a feszültségtől és a lehetséges áramerősségtől függ. Az áramkör megszakadásánál fellépő jelenség jól megfigyelhető színes televíziókészülékek tirisztorral 25 vezérelt vízszintes eltérítő áramkörén, ahol az impulzusfeszültség kb. 1400 V és az eltérítő áram kb. 2 Amper 15,62 kHz eltérítési frekvencia esetén. Ezek az adatok mutatják, hogy ilyen áramkörben különösen könnyen képződik az áramkör meg- 30 szakadása esetén villamos ív, ami a nyomtatott áramköri lemez égését is okozhatja (Lábra). Az emiatt bekövetkező hátrányos jelenségeket az alábbiakban ismertetjük: A szakadás helyén fellépő feszültség villamos 35 ívet gyújt, amely nagy hőmérséklete következtében a duroplaszttal átitatott szigetelő lap anyagát roncsolja. Az éter- vagy metilén-hidak az A bisfenol bázisú fenol- ül. epoxid-gyantában lehasadnak, így az aromás C:C kötések részaránya megnő az emlí- 40 tett gyantákban. Emiatt végülis grafitszerű szerkezet alakul ki, így. a szigetelési ellenállás a szakadás helyén 1042 ohmról néhányszor 10 ohmra csökken. A hibahely rögtön meggyullad és az égés helyének kis ellenállása gondoskodik az áram fenn 45 tartásáról. A hibahelyen a szigetelő lemez a készülék kikapcsolása után is tovább ég, ha a laminált réteg az égéssel szemben nem eléggé ellenálló. A megfigyelések azt mutatják, továbbá, hogy a 50 vékony - pl. 35 jum vastag - rézfólia a magas hőmérsékletű villamos ívben elgőzölög. így a hajszálrepedés eredetileg néhány mikronnyi szélessége a vezetővégek olvadása közben folyamatosan nő. Ez a folyamatosan növekvő távolság a villamos ív 55 kioltását idézné elő akkor, amikor a rendszer feszültsége és teljesítménye az ív fenntartásához a megnövekedett távolságon már elegendő, ha a nyomtatott áramköri lemezben alkalmazott ragasztó és/vagy kötőgyanta időközben nem vált 60 volna grafitszerű szerkezetűvé. így azonban az elolvadó rézfólia alatt elégő műgyanta jó vezetőképessége helyettesíti a rézfóliát az ív fenntartása szempontjából és folyamatosan áthidalja az elektródatávolságot. 65 4 Eddig a nyomtatott áramkörök elégésének okai nem voltak ismertek, mivel a ferit ismertetett vizsgálat ismeretlen volt. A szigetelőanyag gyúlékony -ságának megítélésére eddig az alábbi eljárásokat alkalmazták, amelyek azonban csak korlátozottan alkalmasak a nyomtatott áramkörök meggyulladásának gyakorlatban előforduló körülményeinek leképezésére: 1. Kúszóáram-ellenállőság vizsgálata (DIN 53 480 Ül. IEC 112 szabványok szerint) -K » 2. Nagyfeszültségű villamos ív vizsgálat (UL 492 szabvány szerint) 3. Nagyáramú villamos ív vizsgálatok (UL 492 (UL—Underwriter Laboratories Subject) szabvány szerint] A kúszóáram-ellenállőság vizsgálatánál 2x5 mm-es elektródákat alkalmaznak, amelyeket egymástól 4 mm távolságban 60°-os szögben helyeznek a próbadarabra. A határfeszültség-eljárásnál próbafolyadékból 50 cseppet csepegtetnek (30 mp időközt tartva a cseppentések között) az elektródák közé a laminált próbadarabra. A határfeszültség-vizsgálatnál azt a feszültséget mérik, amelynél a próbadarabra 50 csepp cseppenthető anélkül, hogy a vizsgálat helyén a kúszóáram a 0,5 ampert túllépné: A nagyfeszültségű villamos ív vizsgálatnál [UL 492 (high voltage arc ignition)] 3,2 mm átmérőjű acéleléktródákat alkalmaznak, amelyeket 45°-os szögben 4 mm távolságban helyeznek rá a vizsgált laminált anyagra. Az elektródákra 50 Hz-es váltakozóáramú 5200 V feszültséget kapcsolnak és az anyag meggyulladásáig eltelő időt mérik. A nagyáramú villamos ív vizsgálatnál t[UL 492 (high current arc ignition)] egy késélű véggel ellátott rögzített rézelektródát és egy mozgatható wolframelektródát alkalmaznak ahol a wolframelektródának gúla alakú hegye van. Mindkét elektróda átmérője 3,2 mm és 45°-os szögben vannak a vizsgált anyagra helyezve. Az elektródákat 1,5 mp-ként nyitják, miközben 240 Volt és 33 Amper rövidzárási áram hatására villamos ív keletkezik. A vizsgált anyag meggyulladásáig számolják az ívhúzáspk számat, ez a mérőszám. Ezek a vizsgálati módok a nyomtatott áramköri lemez gyúlékonyságának megítélésére csak feltételesen alkalmasak. A gyakorlatban előálló körülmények és vizsgáló elektródák elhelyezése közti különbség jelentős eltérésekhez vezethet a gyúlékonyság meghatározásában. Amig a gyakorlatban a vékony fémfólia elolvadhat, addig a vizsgáló elektródák viszonylag nagy méretűek és olyan anyagúak, amely a leolvadást hátráltatja, ami pedig további igénybevételek feltétele. A nyomtatott áramköri lemezek gyúlékonyságának csökkentésére tett ismert intézkedések azon alapulnak, hogy az egyes laminátumokat (laminált rétegeket) teszik ismert lángmentesítő szerek pl. pentabromdifenüéter hozzáadásával kevésbbé gyúlékonnyá. Az így módosított laminálok a fenti három vizsgálati eljárás szerint megfelelőek és azt a passzív védelmet is nyújtják, hogy a készüléktűz következményeit korlátozzák azáltal, hogy az 2
