在 PCB 基材选型中,CEM-1 板材是消费电子、小家电领域的 “性价比之王”,而电气绝缘性能是衡量它能否胜任应用场景的核心指标。很多工程师只知道 CEM-1 比 FR-1 耐温好,却对它的绝缘性能细节一知半解,今天就从专业角度拆解 CEM-1 板材的绝缘性能,帮你选对基材不踩坑。
首先,我们要明确 CEM-1 板材的基本结构:它的基材是牛皮纸,粘结剂是环氧树脂,表层覆盖玻璃纤维布,这种结构让它兼顾了成本和绝缘性能。而电气绝缘性能主要看三个核心指标:绝缘电阻、介电强度和体积电阻率。
绝缘电阻是指板材在直流电压下阻止电流泄漏的能力,CEM-1 板材的绝缘电阻通常在 10¹²-10¹⁴Ω 之间,远高于常规家电 PCB 的要求(一般≥10¹⁰Ω 即可)。这个数值意味着在正常工作电压下,几乎没有电流会通过基材泄漏,能有效避免电路板短路、漏电等问题。比如在电饭煲、电风扇的控制板中,CEM-1 的绝缘电阻足以应对 220V 交流电的长期考验。
介电强度(又称击穿电压)是 CEM-1 板材绝缘性能的 “安全底线”,它指的是单位厚度的板材能承受的最大电压,超过这个数值板材就会被击穿,失去绝缘能力。CEM-1 板材的介电强度一般在 15-20kV/mm,比纸质基材 FR-1(8-12kV/mm)高出不少,这也是它能替代 FR-1 用于中低压电器的关键原因。需要注意的是,板材厚度会影响击穿电压,厚度越大,能承受的绝对电压越高,比如 1.6mm 厚的 CEM-1 板材,击穿电压可达 24-32kV,完全满足小家电的绝缘需求。
体积电阻率则反映了板材内部的绝缘特性,CEM-1 的体积电阻率通常≥10¹³Ω・cm,这个指标决定了板材在高温、高湿环境下的绝缘稳定性。很多家电需要在潮湿环境中工作,比如洗衣机、洗碗机的控制板,CEM-1 的高体积电阻率能保证即使在湿度 85% 的环境下,绝缘性能也不会大幅下降。
这里要纠正一个常见误区:有人认为 CEM-1 板材只能用于低压电路,其实不然。在电压≤380V 的工业控制辅助电路中,只要设计合理,CEM-1 的绝缘性能完全够用。但如果是高压、高频电路,比如变频器主板,就需要选择 FR-4 或更高等级的基材,毕竟 CEM-1 的绝缘性能和耐高温性能还是不如 FR-4。
CEM-1 板材的电气绝缘性能能满足大部分消费电子和小家电的需求,工程师在选型时,只要明确产品的工作电压和环境,就能判断 CEM-1 是否适用。