1. 引言

 工业变频器向3kV~10kV高压升级，SiC器件的高压特性（击穿电压＞1200V）对PCB绝缘可靠性提出严苛要求——据《工业电子故障报告》，42%的高压SiC变频器故障源于PCB绝缘击穿，某钢铁厂曾因SiC PCB爬电距离不足，导致变频器高压击穿，生产线停工8小时，损失超120万元。工业SiC PCB需符合**IEC 60664-1（绝缘配合标准）** ，爬电距离≥8mm/kV，绝缘电阻≥100MΩ。捷配深耕工业高压PCB领域7年，累计交付90万+片SiC变频器PCB，绝缘击穿故障率稳定在0.1%以下，本文拆解绝缘设计核心原理、间距优化及材料选型方案，助力工业企业规避高压击穿风险。

2. 核心技术解析

3. 实操方案

3.1 绝缘可靠性设计三步法（操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料）

1. 间距设计：根据 SiC 器件工作电压计算间距 ——3kV 电压时，爬电距离≥24mm，电气间隙≥12mm；5kV 电压时，爬电距离≥40mm，电气间隙≥20mm，用捷配 PCB 间距计算工具（JPE-Creepage 2.0）自动生成间距方案，确保符合 IEC 60664-1；
2. 基材选型：3kV~5kV SiC 变频器 PCB 优先选生益 S1130 高绝缘 FR-4（介电强度 35kV/mm，绝缘电阻 1500MΩ），5kV~10kV 选用Al2O3 陶瓷基材（介电强度 45kV/mm，绝缘电阻 5000MΩ），基材需通过捷配 “介电强度测试”（用高压击穿测试仪 JPE-HV-500 测试，无击穿现象）；
3. 绝缘防护：高压区域（SiC 器件阳极、母线铜排）喷涂杜邦 Kapton 聚酰亚胺绝缘漆（厚度 0.1mm~0.2mm），涂层覆盖所有高压裸露导体，喷涂后用绝缘电阻表（JPE-IR-300）测试，绝缘电阻≥100MΩ（500V DC），按IPC-CC-830 Type 1 标准验收。

3.2 量产绝缘管控（操作要点 + 数据标准 + 工具 / 材料）

1. 间距检测：每批次抽检 30 片 PCB，用影像测量仪（JPE-Image-400）测量爬电距离与电气间隙，偏差≤±0.5mm，超差品直接报废；
2. 高压测试：每片 PCB 进行 1.5 倍额定电压耐压测试（3kV PCB 测试 4.5kV，5kV PCB 测试 7.5kV），测试时间 60s，无击穿、闪络现象，符合IEC 60664-1 Clause 9要求，用耐压测试仪（JPE-HV-600）执行；
3. 环境老化验证：首件 PCB 送捷配可靠性实验室，按IEC 60068-2-30（湿热试验标准） 进行 40℃/93% RH、1000h 湿热测试，测试后绝缘电阻≥50MΩ，耐压测试合格（无击穿）。