铜基板绝缘层击穿缺陷如何防治？

Q：铜基板绝缘层击穿是电气安全的 “隐形杀手”，既难识别又难整改，该从哪些方面入手防治？
A：铜基板绝缘层击穿的核心原因是绝缘层的电气性能不达标或局部结构缺陷，想要防治这类问题，必须从材料选型、工艺控制、检测验证三个维度建立双重管控体系，从源头杜绝隐患。

 

 

第一，材料选型是基础，绝缘层材料的性能直接决定了耐压能力。铜基板的绝缘层需要同时满足高导热和高绝缘两大要求，常见的材料有环氧树脂 + 氧化铝填料、环氧树脂 + 氮化铝填料、聚酰亚胺等。不同材料的耐压性能差异较大，选型时要根据终端产品的耐压需求确定：对于低压场景（≤1000V），可以选择环氧树脂 + 氧化铝填料的绝缘层，成本较低；对于高压场景（≥2000V），则需要选择氮化铝填料或聚酰亚胺基绝缘层，这类材料的击穿场强更高，可达 20-30kV/mm，远高于氧化铝填料的 10-15kV/mm。同时，材料纯度必须严格管控，绝缘层树脂中不能含有金属杂质、导电颗粒，填料的粒径分布要均匀，避免大粒径填料造成的局部电场集中。采购时，必须要求供应商提供材料的耐压测试报告，每批次材料都要抽样检测，不合格批次坚决拒收。

 

 

第二，工艺控制是关键，避免因工艺缺陷导致的局部耐压失效。绝缘层厚度不均匀是导致击穿的首要工艺因素，规范要求绝缘层厚度偏差≤±5%。要实现这一精度，涂覆工序必须采用精密刮刀涂覆或真空喷涂工艺，避免手工涂覆的厚度不均；压合工序要使用平整的钢板，确保压力均匀分布，防止局部区域绝缘层被压薄。其次，要杜绝绝缘层中的气泡和残胶，气泡会形成局部薄弱点，在电场作用下容易被击穿，因此涂覆后的树脂需要经过真空脱泡处理，去除树脂中的气泡；压合时要保持足够的真空度，一般控制在≤50Pa，防止空气进入层间形成气泡。另外，机械加工产生的毛刺是击穿的 “导火索”，钻孔、切割后必须进行去毛刺和倒角处理，确保绝缘层边缘光滑，没有尖锐凸起，避免尖端放电现象。

 

第三，检测验证是保障，通过全流程检测及时发现潜在缺陷。绝缘层击穿属于隐性缺陷，必须借助专业检测手段才能识别，检测分为来料检测、制程检测、成品检测三个阶段。来料检测主要测试绝缘材料的击穿场强、体积电阻率，确保材料性能达标；制程检测在压合工序后进行，采用局部放电测试，检测绝缘层内部是否存在气泡、杂质等缺陷，局部放电量超过 10pC 的产品需要返工；成品检测是最后一道关卡，采用耐压测试，按照产品额定耐压值的 1.5 倍施加电压，保持 1 分钟，若无击穿、漏电现象，则判定为合格。对于高压铜基板，还需要增加绝缘电阻测试，要求绝缘电阻≥10^12Ω，确保绝缘性能稳定。

 

 

    此外，后续使用环节的管控也能降低击穿风险。终端产品焊接时，要避免高温长时间烘烤铜基板，防止绝缘层老化；装配时，要避免外力挤压、弯折铜基板，防止绝缘层出现微裂纹。