Дугостойкость выражается как полное время в секундах, необходимое для образования проводящего пути на поверхности материала в результате обугливания (карбонизации) под действием дуги.
Дугостойкость (arc resistance) — это важнейшая электрическая характеристика диэлектрических материалов, определяющая их способность противостоять образованию токопроводящего поверхностного слоя под воздействием электрической дуги . Данный параметр имеет критическое значение для материалов печатных плат (printed circuit board), особенно в условиях высоких напряжений и повышенной влажности, где вероятность возникновения поверхностных разрядов возрастает.
Методология испытаний
Испытания на дугостойкость проводятся в строго регламентированных условиях согласно стандартизированным методикам. Основные параметры испытаний:
-
Напряжение: 100–600 В переменного тока (в зависимости от стандарта).
-
Ток дуги: обычно не превышает 40 мА (ASTM D495) или 120 мА (IEC 60112) .
-
Частота: 50 или 60 Гц (в зависимости от региона).
-
Электроды: два стержневых электрода из вольфрама или нержавеющей стали, установленных на поверхности образца с заданным зазором.
-
Условия окружающей среды: контролируемые температура и влажность.
Испытание длится до момента образования проводящего пути (carbonized conducting path) на поверхности образца, что фиксируется либо по превышению порогового тока утечки, либо по визуальному наблюдению за образованием обугленного следа (track). Согласно стандарту ASTM D495, при испытаниях с напряжением до 240 В допустимый ток утечки не должен превышать 0,5 мА . Результат выражается в секундах — чем выше значение, тем более дугостоек материал.
Значение для печатных плат
Для диэлектрических материалов, используемых в производстве печатных плат, дугостойкость является одним из ключевых параметров, наряду с трекингостойкостью (tracking resistance) и сравнительным индексом трекингостойкости (CTI — Comparative Tracking Index) . Материалы с высокой дугостойкостью менее склонны к образованию токопроводящих путей при загрязнении поверхности проводящей пылью, влагой или остатками флюса.
Типичные значения дугостойкости для распространённых материалов печатных плат:
-
Стеклотекстолит FR-4: 60–120 секунд (в зависимости от модификации).
-
Гетинакс FR-2: 30–60 секунд.
-
Полиимид (PI): 120–180 секунд.
-
PTFE (фторопласт): более 200 секунд.
-
Алюмооксидная керамика (Al₂O₃, подложка из оксида алюминия): 300–400 секунд.
Стандартизация
Методы испытаний на дугостойкость регламентируются следующими стандартами:
-
ASTM D495 (High-Voltage, Low-Current, Dry Arc Resistance of Solid Electrical Insulation).
-
IEC 60112 (Method for the determination of the proof and the comparative tracking indices of solid insulating materials).
-
ГОСТ 6433.1-71 (Материалы электроизоляционные твердые. Принятые обозначения и методы испытаний на электрическую прочность и дугостойкость).
-
ГОСТ Р 55744-2013 (Платы печатные. Методы испытаний физических параметров).
Для обеспечения требуемого уровня дугостойкости при контрактном производстве электроники критически важен правильный выбор материала на этапе проектирования. Применение материалов с недостаточной дугостойкостью в высоковольтных устройствах может привести к выходу изделия из строя в процессе эксплуатации, поэтому требования к этому параметру должны быть зафиксированы в техническом задании (ТЗ) и проверяться при входном контроле материалов и приёмочных испытаниях готовых плат.
Источники: IPC-T-50, ASTM D495-99 (2018), IEC 60112:2020, ГОСТ 6433.1-71, ГОСТ Р 55744-2013, технические спецификации материалов (Isola, Rogers, Panasonic).