防爆配电柜 PCB 的耐腐与防爆应对危险环境的技术实践

来源：捷配时间: 2025/10/24 09:48:01 阅读: 221

防爆配电柜用于化工、矿山等危险环境，需防止内部电路火花引燃易燃易爆气体，其 PCB 需满足两大防爆核心要求：一是密封防护，PCB 需配合柜体防爆结构，避免电路火花外泄；二是耐腐耐用，耐受化工车间的腐蚀性气体（如氯气、氨气）与矿山的粉尘磨损；三是低发热设计，电路工作温升需≤40℃，避免高温引发气体爆炸。普通 PCB 厂家的常规工艺难以适配，而具备防爆与耐腐工艺的配电柜 PCB 厂家，成为危险环境配电的关键保障。

一、防爆配电柜 PCB 的耐腐与防爆核心设计方向

1. 材料选择：聚焦耐腐与低发热

防爆配电柜 PCB 的材料需同时满足 “耐腐、低发热、不燃” 三大特性：

基材选型：优先选用阻燃型高 TG FR4 基材（UL94 V-0 级），避免电路故障时基材燃烧产生明火；化工环境需选用耐化学腐蚀基材（如添加氟树脂涂层的 FR4），耐受氯气、硫化氢等气体腐蚀，长期使用（5 年）后绝缘电阻≥1000MΩ；
铜厚与线宽：采用 “厚铜 + 宽线” 设计，电流回路铜厚≥2oz，线宽比常规设计增加 20%，例如 50A 回路选用 2oz 铜箔 + 8mm 线宽，确保电流密度≤1.5A/mm²，工作温升≤35℃，避免高温成为点火源；
阻焊层：采用耐高温耐腐阻焊油墨（如太阳无卤油墨），厚度≥20um，覆盖所有线路与焊盘，防止腐蚀性气体接触铜箔，同时阻焊层燃烧等级达 UL94 V-0 级，无明火滴落。

2. 工艺防护：密封与防磨损

防爆配电柜 PCB 的工艺需围绕 “密封防泄漏、防粉尘磨损” 优化：

表面处理：采用 “沉金 + 封胶” 双重防护，沉金层厚度≥2um（隔绝腐蚀气体），关键芯片（如 MCU、继电器驱动）周围涂抹防爆密封胶（耐温 - 40℃~125℃），胶层厚度≥1mm，确保电路火花被密封在胶层内，不与外部易燃易爆气体接触；
边缘处理：PCB 边缘采用 “圆弧倒角 + 封胶” 工艺，倒角半径≥1mm，避免粉尘堆积在棱角处导致磨损；边缘封胶宽度≥3mm，增强 PCB 与柜体防爆腔的密封性，防止气体渗入；
无裸露线路：所有线路（包括测试点）均覆盖阻焊层，测试点需通过针床测试，避免后期钻孔暴露线路；连接器选用防爆型，焊接后用密封胶固定，防止插拔时产生火花。

3. 结构设计：适配防爆腔布局

PCB 结构需与配电柜防爆腔（如隔爆型、增安型）设计严格匹配：

尺寸适配：PCB 尺寸与防爆腔内部空间偏差≤0.5mm，避免安装间隙导致气体泄漏；重量控制在 1kg 以内，防止 PCB 过重导致防爆腔变形；
散热结构：在功率器件（如接触器驱动 IC）下方设计 “铜皮散热区”（面积≥10cm²，铜厚 3oz），并与防爆腔金属外壳接触，通过外壳传导热量，避免 PCB 局部高温；
故障隔离：采用 “分区隔离” 设计，将电源回路、控制回路、采样回路分别布置在独立区域，区域间用接地屏蔽层隔离，避免单一回路故障引发整体火花。