CN114184902B - 绝缘胶测试装置、绝缘胶测试系统及绝缘胶测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种绝缘胶测试装置、绝缘胶测试系统及绝缘胶测试方法,用于对绝缘胶的绝缘性能进行测试。绝缘胶测试装置包括绝缘托、金属导电体和绝缘盖板。绝缘托包括第一绝缘侧壁。第一绝缘侧壁包括沿第一方向依次排布的底面和顶面,顶面用于贴装绝缘胶。第一绝缘侧壁包括沿第二方向依次排布的外表面和内表面,外表面为靠近静电枪的一面。金属导电体设置于第一绝缘侧壁在第二方向上的一侧,且更靠近内表面。绝缘盖板位于第一绝缘侧壁在第一方向上的一侧,且更靠近第一绝缘侧壁的顶面。该绝缘胶测试装置可以更加准确地测量出绝缘胶的绝缘性能。
Description
技术领域
本申请涉及绝缘胶测试技术领域,尤其涉及一种绝缘胶测试装置、绝缘胶测试系统及绝缘胶测试方法。
背景技术
手机、平板等电子设备的两两壳体部件之间不可避免地存在缝隙。出于防尘防水等目的,通常使用胶带进行粘合,以阻断该缝隙。该胶带通常由绝缘薄膜和附在绝缘薄膜上的绝缘胶构成。为了使得绝缘胶具备粘性,绝缘胶需要掺杂粘性物质,从而使得其绝缘性低于绝缘薄膜,成为绝缘薄弱区。当缝隙两边的壳体部件为绝缘体时,缝隙将存在静电放电风险,静电电流有可能击穿绝缘胶,进而造成电子设备内部器件损坏。
可见,电子设备是否能够阻挡静电放电,很大程度上依赖绝缘胶的绝缘性能。然而,目前用于测量绝缘胶击穿场强的测量方法存在准确度太低的问题,从而导致根据测量结果筛选出的绝缘胶在实际投入使用中无法有效阻挡静电,从而无法保证电子设备的可靠性。
发明内容
本申请实施例提供一种绝缘胶测试装置、绝缘胶测试系统及绝缘胶测试方法,用于解决目前的绝缘胶测试方法存在的准确度低,从而导致筛选出的绝缘胶在实际投入使用中无法有效阻挡静电,进而无法保证电子设备静电防护可靠性的问题。
为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供了一种绝缘胶测试装置,用于对绝缘胶的绝缘性能进行测试。该绝缘胶测试装置包括:绝缘托、金属导电体、以及绝缘盖板。其中,绝缘托包括第一绝缘侧壁。第一绝缘侧壁包括背对设置的顶面和底面,第一绝缘侧壁的顶面用于贴装绝缘胶,第一绝缘侧壁的底面和第一绝缘侧壁的顶面沿第一方向依次排布。第一绝缘侧壁还包括背对设置的内表面和外表面,第一绝缘侧壁的外表面为在测试过程中靠近静电枪的一面,第一绝缘侧壁的外表面和第一绝缘侧壁的内表面沿第二方向依次排布。金属导电体设置于第一绝缘侧壁在第二方向上的一侧,且更靠近第一绝缘侧壁的内表面,用于当绝缘胶在测试过程中被击穿时,将击穿电流泄放至地。绝缘盖板位于第一绝缘侧壁在第一方向上的一侧,且更靠近第一绝缘侧壁的顶面,用于将绝缘胶压合在第一绝缘侧壁的顶面。
当绝缘胶的粘接面与绝缘盖板、以及第一绝缘侧壁的顶面粘接贴合时,绝缘胶的粘接面所在的方向即为第二方向。当沿着第二方向进行击穿测试时,测试电流是沿着绝缘的粘接面所在的方向击穿的,该测试过程中的击穿路径与实际使用过程中ESD电流的击穿路径更贴合,所获得的击穿场强为绝缘胶沿其粘接面所在的方向的击穿场强,与实际击穿场强(实际使用过程中该绝缘胶所呈现的击穿场强)更符,准确度更高。
具体而言,首先,该绝缘胶测试装置中,绝缘盖板的底面(贴合绝缘胶的一面)、以及第一绝缘侧壁的顶面分别构成与绝缘胶粘接的介质面。在测试时,绝缘盖板的底面和绝缘胶粘接形成介质交界面,第一绝缘侧壁的顶面和绝缘胶粘接形成介质交界面,还原了实际使用过程中ESD电流可能沿着介质交界面进行击穿的场景。因此,当使用静电枪沿介质交界面输出测试电压进行测试时,可以获得绝缘胶在介质交界面处的击穿场强,该击穿场强与实际击穿场强更符,进而可以为绝缘胶的选型提供更准确更具参考价值的数据。
其次,实际使用过程中ESD电流沿着绝缘胶的粘接面所在的方向击穿,对于各向异性绝缘胶,如两层绝缘胶夹一层PET膜形成的复合层绝缘胶,无需击穿PET膜。该绝缘胶测试装置沿着第二方向(即绝缘胶的粘接面所在的方向)而并非是第一方向(即绝缘胶的厚度方向)进行的击穿测试,因此也无需击穿PET膜,从而可以获得更接近实际击穿场强、准确度更高的击穿场强。
然后,该绝缘胶测试装置中,绝缘盖板、以及第一绝缘侧壁分别构成与绝缘胶的粘接面粘接的介质,因此为保压激活提供了条件,在测试过程中可以先进行保压激活,然后再进行击穿测试,自然所获得的击穿场强考虑了保压激活对测试过程中绝缘性能的影响,与实际击穿场强更符,准确度更高。
最后,应理解,绝缘胶的厚度较薄,通常在微米量级。根据场强计算公式E=U/d可知,当d较小时,d存在的极小误差,将引起E产生较大的误差。因此,沿第一方向进行击穿测试的测试方案所获得的击穿击穿场强很容易产生较大的误差。而绝缘胶的粘接面的面积较大(毫米量级),该绝缘胶测试装置利用该特性,通过设置第一绝缘侧壁沿第二方向的宽度,可以贴装宽度更宽的绝缘胶,即支持宽度较宽的绝缘胶的测试,从而获得的击穿场强误差更小,准确度更高。
一种可能的实现方案,绝缘托包括两组上述第一绝缘侧壁。两组第一绝缘侧壁沿第二方向间隔排布。金属导电体位于两组第一绝缘侧壁之间。该方案可以支持两组绝缘胶同时测试,当需要对大量的绝缘胶的绝缘性能进行测试时,有利于提高测试效率。
进一步地,绝缘托还包括绝缘底托和两组第二绝缘侧壁。两组第一绝缘侧壁和两组第二绝缘侧壁围成框体。框体与绝缘底托围成凹槽。第一绝缘侧壁的内表面为朝向凹槽的一面。绝缘底托包括相对设置的内表面和外表面,绝缘底托的内表面为朝向凹槽的一面。绝缘底托还包括第一开孔,第一开孔贯穿绝缘底托的内表面和绝缘底托的外表面,并与凹槽贯通形成空腔。金属导电体设置于空腔内。
该实施例中,金属导电体被绝缘底托、第一绝缘侧壁、第二绝缘侧壁围起来的绝缘凹槽所包围,可以有效避免静电枪输出的测试电流绕过绝缘胶之外的通道传导至金属导电体,然后经金属导电体泄放到地,从而测得的击穿场强为击穿绝缘胶的击穿场强,而并非其他介质的击穿场强,与实际击穿场强更符,准确度更高。
应理解,在一些实施例中,上述绝缘胶测试装置还包括:固定结构。固定结构设置于第二绝缘侧壁和绝缘盖板上,绝缘托通过固定结构和绝缘盖板固定连接。即第二绝缘侧壁用于绝缘托和绝缘盖板之间的固定。
在另一些实施例中,两组第二绝缘侧壁的顶面(沿第一方向排列且远离绝缘底托的一面)也可以用于贴装绝缘胶进行测试。
一些可能的设计方案中,上述绝缘胶测试装置还包括:绝缘垫,与绝缘底托的外表面贴合。绝缘垫与第一开孔正对的区域设置第二开孔,且绝缘托在绝缘垫上的正投影落入绝缘垫内。
该设计方案中,绝缘托在绝缘垫上的正投影落入绝缘垫内,表示绝缘垫的尺寸做得比绝缘托的尺寸大,且绝缘托置于不超过绝缘垫边缘的位置。以测试电流击穿绝缘胶后泄放到地的通路为绝缘胶通路,以测试电流沿第一方向的反方向击穿空气泄放到地的通路为第一空气通路。本设计方案中,绝缘垫的存在可以增加第一空气通路的长度,从而增加击穿第一空气通路的击穿电压,进而有利于保障测试电流不会绕过绝缘胶通路泄放到地。应理解,只有经绝缘胶通路泄放到地,才能够获得代表绝缘胶绝缘性能的击穿场强,否则存在准确度低,误差大的问题。因此,该设计方案使得测得的击穿场强,与实际击穿场强更符,准确度更高。
一些实施例中,绝缘底托的外表面所在的平面为底平面。绝缘托在底平面上的正投影具有两组第一侧边,两组第一侧边沿第二方向排布。绝缘垫在底平面上的正投影具有两组第二侧边,两组第二侧边沿第二方向排布。第二侧边与同侧的第一侧边之间的最小间距为绝缘垫的单侧裕量宽度。第一绝缘侧壁的顶面至底平面的高度、以及绝缘垫的单侧富裕宽度满足如下关系式:HA1+HB1>D/E0。其中,HA1为第一绝缘侧壁的顶面至底平面的高度,HB1为绝缘垫的单侧裕量宽度,D为静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
应理解,测试电流沿第一空气通路击穿空气后,将分别沿第二方向(路径一)和沿第二方向的反方向(路径二)击穿空气传导,直至泄放至地,该泄放通道同样会使得测试电流绕过绝缘胶通路,使得所获得的击穿场强不能代表绝缘胶自身的绝缘性能。
基于此,对于路径二而言,通过设置HA1+HB1>D/E0,保证测试电流沿第一空气通路和路径二传导所需的击穿电压大于沿绝缘胶通道所需的击穿电压,从而有利于保障测试电流不会绕过绝缘胶通路泄放到地。
一些实施例中,绝缘底托的外表面所在的平面为底平面。绝缘托在底平面上的正投影具有两组第一侧边,两组第一侧边沿第二方向排布。第一开孔在底平面上的正投影的边界线为孔壁边界线。第一绝缘侧壁的顶面至底平面的高度、以及第一侧边至孔壁边界线的最小间距满足如下关系式:HA1+HA2>D/E0。其中,HA1为第一绝缘侧壁的顶面至底平面的高度,HA2为第一侧边至孔壁边界线的最小间距,D为静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
对于路径一而言,通过设置HA1+HA2>D/E0,保证测试电流沿第一空气通路和路径一传导所需的击穿电压大于沿绝缘胶通道所需的击穿电压,从而有利于保障测试电流不会绕过绝缘胶通路泄放到地。
另一种可能的设计方案中,绝缘底托的外表面所在的平面为底平面。第一绝缘侧壁的顶面至底平面的高度满足如下关系式:HA1>D/E0。其中,HA1为第一绝缘侧壁的顶面至底平面的高度,D为静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
本设计方案还通过设置HA1>D/E0的方式,来增加绝缘托在第一方向上的尺寸,从而增加第一空气通路的路径长度,从而增加击穿第一空气通路的击穿电压,有利于保障测试电流不会绕过绝缘胶通路泄放到地。
另一些可能的设计方案中,绝缘底托的外表面所在的平面为底平面。绝缘托在底平面上的正投影具有两组第一侧边,两组第一侧边沿第二方向排布。绝缘盖板在底平面上的正投影具有两组第三侧边,两组第三侧边沿第二方向排布,且两组第三侧边位于两组第一侧边之间。第一开孔在底平面上的正投影的边界线为孔壁边界线。第一绝缘侧壁的顶面至底平面的高度、第一侧边至同侧的第三侧边的最小间距、第一侧边至孔壁边界线的最小间距满足如下关系式:HA1+HA3>D/E0。其中,HA1为第一绝缘侧壁的顶面至底平面的高度,HA3为第一侧边至同侧的第三侧边的最小间距,D为静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
本设计方案还通过设置HA1+HA3>D/E0,来保证测试电流沿第一空气通路传导所需的击穿电压大于沿绝缘胶通道所需的击穿电压,从而有利于保障测试电流不会绕过绝缘胶通路泄放到地。
在本申请的一些实施例中,两组第二绝缘侧壁沿第三方向排布。第一绝缘侧壁具有沿第三方向的长度,且第一绝缘侧壁的长度满足如下关系式:HA4>2D/E0。其中,HA4为第一绝缘侧壁的长度,D为静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
本设计方案通过设置HA4>2D/E0,来保证测试电流沿第三方向击穿空气泄放到地所需的击穿电压大于沿绝缘胶通道所需的击穿电压,从而有利于保障测试电流不会绕过绝缘胶通路泄放到地。
进一步地,第一绝缘侧壁的长度满足如下关系式:HA4>4D/E0。通过增加第一绝缘侧壁的长度至4D/E0以上,当第一绝缘侧壁沿长度方向的两端分别留出D/E0的尺寸,以保证测试电流不会沿第三方向击穿空气泄放到地时,还剩余2D/E0的尺寸进行测试。
如此,静电枪可以沿第一绝缘侧壁的长度方向移动进行多个测试电的测试,有利于提高测试数据的准确度。
可选地,绝缘盖板和绝缘托为透明材质。透明材质可以便于观察绝缘胶的贴合情况。
在本申请的一些实施例中,第一绝缘侧壁的顶面沿第二方向的宽度小于绝缘胶的宽度。
当第一绝缘侧壁的顶面沿第二方向上的宽度大于绝缘胶沿第二方向的宽度时,第一绝缘侧壁的顶面就留足够的裕量贴装封装胶。绝缘胶在贴装到第一绝缘侧壁的顶面时,将不会超过第一绝缘侧壁的顶面在第二方向的边缘,绝缘胶沿第二方向的面均位于第一绝缘侧壁的顶面内。如此,测试过程中,测试电流击穿绝缘胶时所击穿的是绝缘胶的完整宽度,而并非是部分宽度,基于此,测量出的击穿场强才是绝缘胶实际击穿场强,准确度更高。
第二方面,本申请实施例还提供一种绝缘胶测试系统,用于测试绝缘胶的绝缘性能。该绝缘胶测试系统包括:静电枪、如第一方面任一实施例所述的绝缘胶测试装置、以及水平耦合板,其中,静电枪用于输出测试电压。绝缘胶测试装置用于当绝缘胶被测试电压击穿时,输出击穿电流。水平耦合板分别与绝缘胶测试装置和地进行电连接,用于将击穿电流泄放至地。
应理解,该绝缘胶测试系统与上文所提供的绝缘胶测试装置相关联,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的绝缘胶测试装置中的有益效果,此处不再赘述。
第三方面,本申请实施例还提供一种绝缘胶测试方法,应用于第二方面所述的绝缘胶测试系统中。该绝缘胶测试方法包括:将绝缘胶贴装并压合于第一绝缘侧壁的顶面和绝缘盖板之间,绝缘胶的粘接面与第一绝缘侧壁的顶面贴合。沿着第二方向对绝缘胶进行击穿测试,获得击穿电压,击穿电压为击穿绝缘胶时静电枪输出的测试电压。根据击穿电压确定绝缘胶的击穿场强。
应理解,该绝缘胶测试方法与上文所提供的绝缘胶测试装置相关联,因此,其所能达到的有益效果可参考上文所提供的绝缘胶测试装置中的有益效果,此处不再赘述。
在本申请的一些实施例中,绝缘胶不超过第一绝缘侧壁的外表面,且绝缘胶不超过绝缘盖板在第二方向上的侧边,且绝缘胶的粘接面与金属导电体不接触。
应理解,当绝缘胶超过第一绝缘侧壁的外表面和绝缘盖板在第二方向上的侧边,绝缘胶靠外(靠近第一绝缘侧壁的外表面)的部分悬于空气中,绝缘胶靠内的部分将搭在金属导电体上,且绝缘胶的粘接面与金属导电体接触。在测试过程中,测试电流将绕过绝缘胶靠外的部分而击穿空气(因为空气的阻抗更小),然后击穿第一绝缘侧壁的顶面内的绝缘胶部分,接着绕过绝缘胶靠内的部分而流过金属导电体(因为金属导电体几乎无阻抗),然后泄放到地。如此,测出来的击穿电压显然不是击穿绝缘胶沿第二方向的宽度的电压,从而导致所获得的击穿电压的准确度较低。因此,本实施例中,绝缘胶不超过第一绝缘侧壁的外表面,且绝缘胶不超过绝缘盖板在第二方向上的侧边,且绝缘胶的粘接面与金属导电体不接触,即绝缘胶完全贴合于第一绝缘侧壁的顶面内,在测试过程中,沿第二方向击穿的测试电流所经过的距离为绝缘胶实际宽度,而并非部分宽度,自然所获得的击穿电压为击穿绝缘胶沿第二方向的宽度的电压,从而基于该击穿电压所获得的击穿场强的准确度较低。
可选地,沿着第二方向对绝缘胶进行击穿测试之前,上述绝缘胶测试方法还包括:对绝缘胶进行保压激活。上述沿着第二方向对绝缘胶进行击穿测试包括:沿着第二方向对保压激活后的绝缘胶进行击穿测试。
由于保压激活会影响绝缘胶和绝缘盖板、以及第一绝缘侧壁之间的粘合程度,从而对测试过程中绝缘胶的绝缘性能造成影响。因此,本实施例中,在进行击穿测试之前,先进行保压激活,然后再进行击穿测试,自然所获得的击穿场强考虑了保压激活对测试过程中绝缘性能的影响,与实际所需更符,准确度更高。
可选地,是上述沿着第二方向对绝缘胶进行击穿测试包括:沿绝缘胶的粘接面对绝缘胶进行击穿测试。绝缘胶的粘接面即为介质交界面所在的面,沿着该面进行击穿测试,可以获得绝缘胶在介质交界面处的击穿场强,该击穿场强与实际所需的击穿场强更符,进而可以为绝缘胶的选型提供更准确更具参考价值的数据。
附图说明
图1a为本申请一些实施例提供的电子设备的结构示意图;
图1b为图1a沿A1-A1线剖切所得的剖面图;
图1c为图1b中区域X的局部放大图;
图2为现有技术中绝缘胶的击穿场强的测量方式图;
图3为本申请一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图;
图4为图3中绝缘托的结构示意图;
图5为绝缘胶和静电枪与绝缘托的相对位置关系图;
图6为图4的绝缘托在不同视角下的视图;
图7为图3中绝缘盖板在另一方位下的结构示意图;
图8为图7所示的绝缘盖板在不同视角下的视图;
图9为沿图3中的B-B线剖切得到的剖面图;
图10为图3所示的绝缘胶测试装置中部分部件的结构示意图;
图11为沿图10中的C-C线剖切后得到的一种剖面图;
图12为沿图3中的A2-A2线剖切得到的剖面图;
图13为沿图10中的C-C线剖切后得到的另一种剖面图;
图14为沿图10中的C-C线剖切后得到的另一种剖面图;
图15为本申请一些实施例提供的测试电流的传输路径;
图16为图3的俯视图;
图17为图3中取消一侧绝缘胶后沿A2-A2线的剖面图;
图18为图7所示的绝缘盖板在不同视角下的视图;
图19为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的剖面图;
图20为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图;
图21为图20所示的绝缘胶测试系统的俯视图;
图22为沿图20中的D-D线剖切所得到的剖面图;
图23为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图;
图24为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图;
图25为沿图24中的E-E线剖切所得到的剖面图;
图26为图24所示的绝缘胶测试系统的俯视图;
图27为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图;
图28为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图;
图29为本申请一些实施例提供的绝缘胶测试方法的流程图;
图30为本申请一些实施例提供的绝缘胶测试方法的流程图。
具体实施方式
在本申请实施例中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请实施例中,“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
为了更好的理解本申请的方案,以下介绍本申请实施例所涉及的术语。
1、保压激活
是指通过对绝缘胶两侧所粘接的介质施加特定的压胶应力,并维持特定的压胶时间,可以激活绝缘胶,使其具备良好的粘性。
2、部件A沿XXX方向的侧边
是指以沿XXX方向的辅助线穿过部件A时经过部件A的侧边。示例性地,如图4所示,绝缘托沿X1方向的侧边,是指侧壁11的外表面以及侧壁12的外表面。
3、部件A沿XXX方向的一侧。
是指以沿XXX方向的辅助线穿过部件A后经过的区域。示例性地,如图4所示,绝缘托沿X1方向的一侧,是指侧壁11的外表面所朝向的区域、以及侧壁12的外表面所朝向的区域。
4、击穿场强
击穿场强是指击穿单位尺寸的介质所需的最小电压叫击穿场强。示例性地,空气的击穿场强通常为30kv/cm,是指每击穿1cm的空气所需的电压约为30kv。示例性地,绝缘胶的击穿场强通常为3kv/mm,是指每击穿1mm的空气所需的电压约为3kv。
5、静电枪的测试电压和最大测试电压
静电枪的测试电压,是指静电枪在测试过程中输出的用于测试的电压值。
静电枪的最大测试电压,是指静电枪在测试过程中可以输出的测试电压的最大值。
手机、平板等电子设备的两两壳体部件之间不可避免地存在缝隙。出于防尘防水等目的,通常使用胶带进行粘合,以阻断该缝隙。该胶带通常由绝缘薄膜和附在绝缘薄膜上的绝缘胶构成。为了使得绝缘胶具备粘性,绝缘胶需要掺杂粘性物质,从而使得其绝缘性低于绝缘薄膜,成为绝缘薄弱区。当缝隙两边的壳体部件为绝缘体时,缝隙将存在静电放电风险,静电电流有可能击穿绝缘胶,进而造成电子设备内部器件损坏。为了方便理解,下面结合图1a至图1c对上述静电发生的场景进行举例说明。
示例性地,图1a为本申请一些实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备100为手机,包括后壳103、安装于后壳103上的摄像头支架104、以及设置于摄像头支架104内的摄像头模组106。请参阅图1b,图1b为图1a所示的电子设备沿A1-A1线剖切所得的剖面图。由图可见,该电子设备100包括由下至上依次层叠的显示屏101、中框102、后壳103、安装于后壳103上的摄像头支架104、以及设置于摄像头支架104下方的摄像头模组106。为了摄像头支架104和后壳103之间通常会存在缝隙,液体、粉尘等外界物质可能通过该缝隙进入电子设备100内部,影响摄像头模组106等内部器件的可靠性。基于此,通常在缝隙的下方通过绝缘胶带105对该缝隙107进行粘合。
具体来说,请参阅图1c,图1c为图1b中区域X的局部放大图。该图中示意了摄像头支架104和后壳103之间的缝隙107。为了阻断该缝隙107,绝缘胶带105通常由绝缘薄膜1051、以及附着于绝缘薄膜1051上的绝缘胶1052构成,绝缘薄膜1051与摄像头支架104两侧的后壳103区域贴合,并通过绝缘胶1052进行粘接。
需要说明的是,由于摄像头支架104和后壳103通常为非金属的绝缘材料,因此,当其静电荷积累到一定程度时,将通过缝隙107发生ESD现象,从而产生ESD电流。虽然上述绝缘胶1052可以隔绝物质进入电子设备100内部,但是对超过其绝缘能力的ESD电流却无法隔绝。ESD电流将可能沿图中虚线箭头示意的方向击穿绝缘胶1052,从而对摄像头模组106等内部器件造成损坏。
由图1c可见,电子设备100是否能够阻挡静电放电,很大程度上依赖绝缘胶1052的绝缘性能。而绝缘胶1052的绝缘性能通常由其击穿场强表征。基于此,如何精准测量可以代表绝缘胶1052绝缘性能的击穿场强,并据此筛选出符合静电防护要求的绝缘胶1052,对于电子设备的可靠性至关重要。然而,目前的测量方法存在准确度太低,导致筛选出的绝缘胶1052在实际投入使用中无法有效阻挡静电,从而无法保证电子设备的可靠性。
具体而言,请参照图2,图2示意了现有技术中对绝缘胶的绝缘性能的测量方案的测量原理。为方便下文描述,在图2上建立O—X0Z0坐标系,X0方向为绝缘胶1052的粘接面所在的方向,Z0方向为绝缘胶1052的厚度方向。其中,绝缘胶1052的粘接面是指绝缘胶用于和其他结构进行粘接的面,为了形成更牢固地粘合效果,绝缘胶1052通常为片状结构,则其粘接面为片状结构的宽面;而绝缘胶1052的厚度方向则为垂直于其粘接面的方向。
如图2所示,该测试方案中,电连接到地的水平耦合板03的上方堆叠金属电极3,金属电极3的上方堆叠绝缘胶1052。其中,金属电极3是绝缘胶测试领域的专称,实质上为导电材料制成的金属导电体3,用于当绝缘胶1052被击穿时将击穿电流传导至水平耦合板03,然后泄放到地。为了获得绝缘胶1052的绝缘性能,该测试方案中,利用静电枪01沿Z0方向对绝缘胶1052进行放电,获得其在Z0方向上的击穿场强(后续简称为体击穿场强)。然而,该方式存在如下问题:
问题一、实际使用过程(如图1c所示的场景)中,ESD电流是沿X0方向发生的击穿。在击穿过程中,ESD电流可能沿着绝缘胶1052的粘接面和与其粘接的介质面之间的交界区域(后续简称为介质交界面)进行击穿。而图2所示的测试方案中忽略了该击穿场景,显然无法沿介质交界面进行击穿,导致利用其沿Z0方向测试所获得的体击穿场强,与实际击穿场强(实际使用过程中该绝缘胶1052所呈现的击穿场强)相差甚远,从而存在测量准确度低的问题。
问题二、对于各向异性绝缘胶的绝缘胶1052,以图2所示的常见的两层绝缘胶夹一层PET膜形成的复合层绝缘胶1052为例,在沿Z0方向测试过程中,由于需要击穿PET膜,因此测试获得的体击穿场强会偏大,与实际击穿场强不符,准确度低。
问题三、电子设备出厂之前需要进行保压激活,保压激活过程对绝缘胶1052的绝缘性能存在影响,而Z0方向测试的方案不支持保压激活,自然没有考虑保压激活对测试过程中绝缘性能的影响,其所获得体击穿场强将与实际击穿场强不符,准确度低。
问题四、根据场强计算公式E=U/d可知,当d较小时,d存在的极小误差,也将引起E产生较大的误差。应理解,绝缘胶1052的厚度较薄(通常在微米量级),实际使用过程中很难精准地保证其厚度为需求的厚度,因此Z0方向测试所获得的体击穿场强将存在较大的误差。
上述四种问题均会导致所获得的绝缘胶1052的击穿场强测试数据偏高,与实际使用中呈现的绝缘性能不匹配,从而无法保证电子设备在静电防护方面的可靠性。应理解,上述四种问题中对导致测试数据准确度低的原因的发现也应该视为本申请对现有技术的贡献。
为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种绝缘胶测试方法。该绝缘胶测试方法沿绝缘胶1052的粘接面所在的方向对绝缘胶1052的绝缘性能进行测试,更加符合绝缘胶1052在实际应用过程中的使用状态,从而测得的击穿场强更加符合实际,准确度更高。需要说明的是,该绝缘胶测试方法的实施依赖于在一套新的绝缘胶测试系统中进行测试,基于此,本申请实施例还提供了一种绝缘胶测试系统。为方便理解,在对本申请实施例提供的绝缘胶测试方法进行说明之前,下面结合图3至图28,首先对本申请实施例提供的绝缘胶测试系统进行详细说明。
示例性地,图3为本申请一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图。为了方便理解和说明,图中还展示了绝缘胶1052,如图3所示,该绝缘胶测试系统00包括静电枪01、绝缘胶测试装置02、以及水平耦合板03。其中,静电枪01用于输出测试电压,以检测绝缘胶1052的测试性能。绝缘胶测试装置02,用于接收测试电压,并当绝缘胶1052被测试电压击穿时输出击穿电流。水平耦合板03,分别与绝缘胶测试装置02和地电连接,用于将绝缘胶测试装置02的击穿电流泄放至地。
需要说明的是,绝缘胶1052的击穿场强为击穿绝缘胶1052所需的静电电压(后续简称为绝缘胶1052的击穿电压)绝缘胶1052的尺寸之比。基于此,为了获得绝缘胶1052的击穿场强,可以先利用上述绝缘胶测试系统00获得绝缘胶1052的击穿电压。应理解,对于绝缘胶测试系统00而言,当绝缘胶1052被击穿时静电枪01输出的测试电压即为绝缘胶1052的击穿电压,下面针对判断绝缘胶1052是否被击穿的原理和方式进行介绍。
通过上述介绍可知,绝缘胶1052被静电枪01输出的测试电压击穿时,击穿电流将通过水平耦合板03泄放到地,从而形成电流对地的通路,进而将在静电枪01端和水平耦合板03端产生与未击穿时不同的电状态。例如,静电枪01端将产生与未击穿时不同的电位,水平耦合板03上将出现远大于漏电流的击穿电流。在此基础上,通过设定阈值对静电枪01端的电位进行区分,可以判断绝缘胶1052是否被击穿。或者通过设定阈值对水平耦合板03的电流进行区分,同样可以判断绝缘胶1052是否被击穿。
基于此,在本申请的一些实施例中,为了对绝缘胶1052的击穿状态进行监测,静电枪01还用于在检测到静电枪01的电位超过预设电位阈值时,输出第一指示信息,该第一指示信息用于指示绝缘胶1052被击穿。示例性地,上述第一指示信息可以为文本信息、音频信息等指示信息,本申请实施例对此不作具体限定。在本申请的另一些实施例中,为了对绝缘胶1052的击穿状态进行监测,上述绝缘胶测试系统00还可以包括电流检测单元(图中未示出),该电流检测单元用于在检测到水平耦合板03上的电流超过预设电流阈值时,输出第二指示信息,该第二指示信息用于指示绝缘胶1052被击穿。其中,第二指示信息的具体实现可以参照第一指示信息,此处不再赘述。电流检测单元的实现方式可以由电阻、模拟数字转换器(analog to digital converter,ADC)、输出单元(如显示器,LED灯、扬声器等)构成。其中,电阻的第一端可以和水平耦合板03电连接,电阻的第二端电连接到地,ADC的输入端与电阻的第一端电连接,ADC的输出端与输出单元连接,输出单元用于输出第二指示信息。当然,电流检测单元还有更多的其他实现方式,例如通过在水平耦合板03和地之间串联电阻,并通过万用表测量电压以获得电流的方式,本申请实施例对此不作具体限定。
可见,当静电枪01输出的第一指示信息,和/或电流检测装置输出第二指示信息时,表示绝缘胶1052被击穿。基于此,当接收到第一指示信息和/或第二指示信息时,通过获取静电枪01输出的测试电压,可以得到绝缘胶1052的击穿电压。当获得绝缘胶1052的击穿电压后,可以基于该击穿电压和被击穿的绝缘胶1052的尺寸,得到绝缘胶1052的击穿场强。
为了能够沿绝缘胶1052的粘接面所在的方向对绝缘胶1052的绝缘性能进行测试,以更加准确地测量绝缘胶1052的击穿场强,本申请实施例对图3所示的绝缘胶测试系统00中的绝缘胶测试装置02进行了重点改进。基于此,本申请实施例还提供一种绝缘胶测试装置。需要说明的是,绝缘胶测试装置02作为绝缘胶测试系统00的组成部分,在图3中一并进行了示意,因此,本申请实施例不再对绝缘胶测试装置02单独示意。下面结合图3至图28对图3所示的绝缘胶测试装置02进行重点介绍。
请参阅图3,该绝缘胶测试装置02包括绝缘托1和绝缘盖板2。其中,绝缘托1用于贴合绝缘胶1052,绝缘盖板2用于压合绝缘胶1052。测试过程中,绝缘盖板2和绝缘托1层叠设置,以将绝缘胶1052压合在绝缘盖板2和绝缘托1之间。
请继续参阅图3,在本申请的一些实施例中,为了便于观察绝缘胶1052的贴合情况,绝缘盖板2和绝缘托1可以通过透明材质制成。示例性地,绝缘盖板2和绝缘托1的材质可以为聚甲基丙烯酸甲酯,聚碳酸酯等。
请继续参阅图3,在本申请的一些实施例中,为了使得测试过程中经保压激活处理得到的绝缘胶1052更加规则,绝缘盖板2的边缘可以与绝缘托1的边缘可以在绝缘盖板2和绝缘托1的层叠方向对齐。
为了便于展示图3的绝缘托1,图4为图3所示的绝缘托1的结构示意图。请参阅图4,该绝缘托1包括两组相对设置且间隔排布的第一绝缘侧壁(分别为侧壁11和侧壁12)、两组相对设置且间隔排布的第二绝缘侧壁(分别为侧壁21和侧壁22)、以及绝缘底托30。其中,侧壁11、侧壁12、侧壁21、侧壁22围合形成框体,框体与绝缘底托30围合形成凹槽40。
为方便下文描述,在图4上建立O—X1Y1Z1坐标系,X1轴的正方向(后续简称为X1方向)为侧壁11和侧壁12依次排布的方向;Y1轴的正方向(后续简称为Y1方向)为侧壁21和侧壁22依次排布的方向;Z1轴的正方向(后续简称为Z1方向)为垂直于绝缘底托30并向凹槽的槽口延伸的方向。此外,本申请实施例中其他各图示意的X1方向、Y1方向、Z1方向可以参照图4中相应方向的实施,后续不再赘述。
其中,侧壁11具有沿Z1方向依次排布且相对设置的底面(图中未示出)和顶面S111,以及沿X1方向依次排布且相对设置的内表面S112和外表面S113。其中,侧壁11的顶面S111用于贴装绝缘胶,且在测试过程中朝向图3中的绝缘盖板2。侧壁11的内表面S112为朝向凹槽40的一面,侧壁11的外表面S113为测试过程中朝向图3中侧壁11侧的静电枪01的一面。
侧壁12具有与侧壁11相似的构造,且侧壁12的顶面S121也用于贴装绝缘胶,且侧壁12的外表面S123为测试过程中朝向图3中侧壁12侧的静电枪01的一面。区别在于,侧壁12的外表面S123和侧壁12的内表面S122沿X1轴的负方向(后续简称为-X1方向)依次排布。
请参阅图5,图5示意了测试过程中绝缘胶1052和静电枪01相对于图4中的绝缘托1在所处的位置。可见,测试过程中,绝缘胶1052分别贴装于侧壁11的顶面S111、以及侧壁12的顶面S121。对于侧壁11侧的绝缘胶1052而言,侧壁11侧的静电枪01位于侧壁11的外表面S113所朝向的区域,并沿着X1方向对侧壁11侧的绝缘胶1052输出测试电压进行击穿测试。对于侧壁12侧的绝缘胶1052而言,侧壁12侧的静电枪01位于侧壁12的外表面S123所朝向的区域,并沿着-X1方向对侧壁12的绝缘胶1052输出测试电压进行击穿测试。
应理解,以侧壁11侧的绝缘胶1052为例,绝缘胶1052的击穿电压与绝缘胶1052的击穿尺寸正相关。本实施例中,绝缘胶1052的击穿电压与绝缘胶1052沿X1方向的宽度正相关。因此,为避免常规的静电枪01输出的测试电压不能满足击穿绝缘胶1052,测试过程中,绝缘胶1052沿X1方向的宽度不应过大。示例性地,绝缘胶1052沿X1方向的宽度可以为1mm、2mm、3mm等。此外,为了具有多个测试点,以获得更可靠的测试数据,绝缘胶1052沿Y1方向的长度可以大一些。如此,测试过程中,可以沿Y1方向的多个测试点对绝缘胶1052进行X1方向的击穿测试。也就是说,绝缘胶1052沿Y1方向的长度大于沿X1方向的宽度。基于此,为了贴装上述尺寸的绝缘胶1052,侧壁11的顶面S111具有沿X1方向的宽度以及沿Y1方向的长度,且侧壁11的顶面S111的长度大于侧壁11的顶面S111的宽度。侧壁12侧的绝缘胶1052以及顶面S121的尺寸的具体实施可以相应参照侧壁11侧的绝缘胶1052以及顶面S111,此处不再赘述。
需要说明的是,虽然图5示意了侧壁11的顶面S111和侧壁12的顶面S121均可以同时贴上绝缘胶1052进行测试的情况,但在实际使用过程中,也可以仅在侧壁11的顶面S111和侧壁12的顶面S121中的一面上贴上绝缘胶1052进行测试,本申请实施例对此不作限定。
请继续参阅图4,上述侧壁21具有沿Z1方向依次排布且背对设置的底面(图中未示出)和顶面S211。侧壁22同样具有沿Z1方向依次排布且背对设置的底面(图中未示出)和顶面S221。
在本申请的一些实施例中,为了实现图3所示的绝缘盖板2和绝缘托1之间的相对位置的固定,避免其在测试过程中发生相对移位,请继续参阅图4,侧壁21的顶面S211和侧壁22的顶面S221均设置有定位柱50。图6从不同视角示意了定位柱50的结构,其中,图6中的(a)为图4沿Z1轴的负方向(后续简称为-Z1方向)的俯视图,图6中的(b)为图4沿Y1方向的主视图,图6中的(c)为图4沿X1方向的左视图。
为了和定位柱50配合固定,请参阅图7,图7为图3所示的绝缘盖板2在另一方位下的结构示意图。绝缘盖板2包括沿Z1方向依次排布且背对设置的底面S21和顶面S22,绝缘盖板2的底面S21为贴合绝缘胶的一面。绝缘盖板2的底面S21设置有定位槽21。图8从不同视角示意了定位槽21的结构,其中,图8中的(a)为图7沿Z1方向的俯视图,图8中的(b)为图7沿Y1方向的主视图翻转180°后的效果图,图8中的(c)为图7沿X1方向的左视图翻转180°后的效果图。
请参阅图9,图9为沿图3中的B-B线剖切得到的剖面图。为方便展示,该图中仅展示了图3中绝缘胶测试装置02的部件,省略了绝缘胶1052等其他部件。该图示意了测试过程中,绝缘盖板2的定位槽21和绝缘托1的定位柱50之间的配合关系。通过图9可以发现,定位槽21开设在绝缘盖板2正对定位柱50的区域,且定位槽21的尺寸和数量和定位柱50相适配。如此,在测试过程中,绝缘托1的定位柱50通过嵌入绝缘盖板2的定位槽21,可以实现位置固定。应理解,图9分别展示了定位柱50和定位槽21数量为2个的情况,在其他实施例中,定位柱50和定位槽21的数量还可以更多,并且定位柱50和定位槽21的位置也可以交换。此外,在其他实施例中,也可以通过其他固定结构实现固定,例如通过设置于绝缘盖板2的卡扣和设置于绝缘托1上的卡座进行卡接。本申请实施例对此不作具体限定。
请继续参阅图4,上述绝缘底托30具有沿Z1方向依次排布且背对设置的内表面S31和外表面S32,绝缘底托30的内表面S31为朝向凹槽40的一面。绝缘底托30上开设有第一开孔31,第一开孔31贯穿绝缘底托30的内表面S31和绝缘底托30的外表面S32,并与凹槽40贯通形成空腔60,空腔60用于容纳图10所示的金属导电体3。
请参阅图10,图10为图3所示的绝缘胶测试装置02中部分部件的结构示意图。通过该图可以发现,该绝缘胶测试装置还包括金属导电体3,金属导电体3容纳于图4所示的绝缘托1的空腔60内。需要说明的是,金属导电体3在绝缘胶测试领域,亦称为金属电极3,由导电材料制成,如铜等金属材料,用于当绝缘胶在测试过程中被击穿时将击穿电流泄放至地。应理解,由于金属导电体3对电流几乎呈现零阻抗,因此,测试过程中击穿电流在经金属导电体3泄放至地时,几乎不会有消耗。基于此,最终获得的绝缘胶的击穿电压将不会由于金属导电体3的消耗而与绝缘胶实际的击穿电压不符。换而言之,本申请实施例中设置金属导电体3的目的是为了使测量的绝缘胶的击穿电压更能够准确地表征绝缘胶的绝缘性能。
为了达到将击穿电流泄放至地的目的,请参阅图11,图11为图10沿C-C线剖切后得到的剖面图。其中,金属导电体3延伸入第一开孔31内,且延伸入第一开孔31内的部分与绝缘底托30的外表面S32平齐。如此,请参阅图12,当将绝缘胶测试装置02堆叠在水平耦合板03上时,绝缘底托30的外表面S32将与水平耦合板03贴合,自然而然,与绝缘底托30的外表面S32平齐的金属导电体3表面也会与水平耦合板03贴合。基于此,金属导电体3和水平耦合板03之间形成电连接。绝缘胶1052被击穿后的击穿电流将沿着流经金属导电体3后通过水平耦合板03泄放至地,图12中较粗的实线示意了击穿电流可能流经的路径。
在其他实施例中,请参阅图13,金属导电体3延伸入第一开孔31的部分也可以不与绝缘底托30的外表面S32平齐,或者,请参阅图14,金属导电体3也可以不延伸至第一开孔31内。在此情况下,金属导电体3则可以通过穿过第一开孔31的单独的导体32和水平耦合板03之间进行电连接。相比于该实施例而言,图11所示的实施例在测试过程中更加便捷。
需要说明的是,请继续参阅图12,为避免击穿绝缘胶1052后的击穿电流需要击穿较大尺寸的空气才能够通过金属导电体3泄放到地,因此,金属导电体3与侧壁11的顶面S111以及侧壁12的顶面S121之间的间隙尽量小。基于此,金属导电体3可以贴合凹槽40设置。应理解,图13和图14也可以参照实施,此处不再赘述。
下面结合图12对图3所示的绝缘胶测试装置02的测试过程进行简要说明,具体的测试方法请参照后续绝缘胶测试方法的相关实施例。
请继续参阅图12,当需要进行绝缘胶1052的击穿测试时,将绝缘胶1052贴装于侧壁11的顶面S111和/或侧壁12的顶面S121,并利用绝缘盖板2压合绝缘胶1052。然后将贴装有绝缘胶1052的绝缘胶测试装置02放入保压模具进行保压激活。激活后将绝缘胶测试装置02放置在水平耦合板03上,利用静电枪01进行击穿测试。
具体而言,对于侧壁11一侧的绝缘胶1052而言,使用静电枪01从侧壁11的外表面S113所朝向的一侧抵住绝缘盖板2和侧壁11之间的缺口(由于绝缘胶1052使得结缘盖板和侧壁11之间存在间隙),并沿着X1方向输出测试电压进行击穿测试。对于侧壁12一侧的绝缘胶1052而言,使用静电枪01从侧壁12的外表面S123所朝向的一侧的输出端抵住绝缘盖板2和侧壁12之间的缺口,并沿着-X1方向输出测试电压进行击穿测试。
通过图12可以发现,测试过程中,当绝缘胶1052的粘接面分别与绝缘盖板2的底面、以及侧壁11的顶面S111和/或侧壁12的顶面S121粘接贴合时,绝缘胶1052的粘接面所在的方向即为图12所示的X1方向和-X1方向,绝缘胶1052的厚度方向即为图12所示的Z1方向。基于此,当沿着图12所示的X1方向和-X1方向进行击穿测试时,击穿电流的击穿路径是沿着绝缘胶1052的粘接面所在的方向击穿的,该测试过程中击穿电流的击穿路径与实际使用过程中ESD电流的击穿路径更贴合,所获得的击穿场强为绝缘胶1052沿其粘接面所在的方向的击穿场强,与实际所需更符,精确度更高。下面针对上述四个问题分别对应性说明。
第一、针对于问题一而言,图12中所示的绝缘胶测试装置02,绝缘盖板2的底面S21、以及侧壁11的顶面S111(侧壁12的顶面S121)分别形成与绝缘胶1052的两个粘接面粘接形成介质交界面,即图12所示的绝缘胶测试装置02考虑了介质交界面的存在,还原了介质交界面的击穿场景。当使用静电枪01沿介质交界面输出测试电压进行测试时,可以获得绝缘胶1052在介质交界面处的击穿场强,该击穿场强与实际所需的击穿场强更符,从而可以为绝缘胶1052的选型提供更准确更具参考价值的数据。
第二、针对于问题二而言,图12所示的绝缘胶测试装置02为X1方向和/或-X1方向的击穿测试,并非Z1方向的击穿,因此无需击穿绝缘的PET膜,从而可以获得更接近实际所需、准确度更高的击穿场强。
第三、针对于问题三而言,图12所示的绝缘胶测试装置02中,绝缘胶1052的两个粘接面均粘接了介质,分别为绝缘盖板2、以及侧壁11和/侧壁12,因此为保压激活提供了条件,在测试过程中可以先进行保压激活,然后再进行击穿测试。如此,保压激活对绝缘性能的影响将体现到最终所获得的击穿场强中,与实际所需更符,准确度更高。
第四、针对于问题四而言,图12所示的绝缘胶测试装置02中,通过设置侧壁11和侧壁12沿X1方向的宽度,可以贴装宽度较宽的绝缘胶1052,即支持X1方向的宽度较宽的绝缘胶1052的测试,从而获得的击穿场强误差更小。
需要说明的是,上述图12所示的绝缘胶测试装置02中,以侧壁11的顶面S111和侧壁12的顶面S121用于贴装绝缘胶,侧壁21的顶面和侧壁22的顶面用于和绝缘盖板2固定为例进行了说明。在其他实施例中,侧壁11的顶面S111和侧壁12的顶面S121用于和绝缘盖板2固定,侧壁21的顶面和侧壁22的顶面用于贴装绝缘胶,在此情况下,也可以分别沿Y1方向(垂直于纸面向里的方向)或-Y1方向(垂直于纸面向外的方向),本申请实施例对此不作限定。应理解,当侧壁21的顶面和侧壁22的顶面用于贴装绝缘胶时,相当于图3所示的绝缘胶测试系统00顺时针旋转90°,实现上并未区别。
下面对设计图3所示的绝缘胶测试装置02所要考量的因素进行剖析。
通过上述分析可知,图3所示的绝缘胶测试系统00在静电枪01的电位超过预设电位阈值时,和/或水平耦合板03上的电流超过预设电流阈值时,即认为绝缘胶1052被击穿,此时静电枪01输出的测试电压即为击穿绝缘胶1052的击穿电压。应理解,当静电枪01输出的测试电流存在多条经水平耦合板03到地的通路时,该测试电流将可能绕过绝缘胶1052所在的通路,在此情况下,静电枪01的电位同样可能超过预设电位阈值,水平耦合板03上的电流同样可能超过预设电流阈值,若将此时静电枪01输出的测试电压作为绝缘胶1052的击穿电压,据此获得的击穿场强显然与实际所需不符。基于此,为了准确测量绝缘胶1052的击穿场强,图3所示的绝缘胶测试装置02在设计上需要避免测试过程中静电枪01输出的测试电流存在额外的通路。
针对于本申请实施例而言,请参照图12,测试电流可能存在如下三种通路:
通路一:静电枪01将击穿绝缘胶1052,经绝缘胶1052——金属导电体3——水平耦合板03——地的路径(后续简称为绝缘胶通路)泄放到地。该通路也是本申请实施例需要保证的正常击穿通路。
通路二:静电枪01将击穿绝缘托1(或绝缘盖板2),经绝缘托1(或绝缘盖板2)——金属导电体3——水平耦合板03——地的路径(后续简称为绝缘体通路)泄放到地。
需要说明的是,当绝缘盖板2和绝缘托1的绝缘性小于绝缘胶1052的绝缘性时,静电枪01输出的测试电流可能会击穿绝缘托1(或绝缘盖板2),经绝缘体通路而绕过绝缘胶1052泄放到地。在此情况下,静电枪01和电流检测单元仍然会检测到绝缘胶1052被击穿,所得到的击穿电压显然不是击穿绝缘胶1052的电压,准确度低。基于此,为了准确测量绝缘胶1052的绝缘性能,应该避免静电枪01输出的测试电流经绝缘体通路泄放到地。
基于此,本申请实施例中,绝缘托1和绝缘盖板2的绝缘性大于绝缘胶1052的绝缘性。如此,静电枪01输出的测试电流将击穿绝缘性更小的绝缘胶1052,经上述通路一泄放到地,而并非经上述通路二泄放到地。
通路三:静电枪01将击穿空气——位于侧壁11的顶面S111的绝缘胶1052——金属导电体3——水平耦合板03——地的路径泄放到地。
应理解,请参照图15,图15中较粗的带箭头的实线示意了绝缘胶1052超过侧壁11的顶面S111在X1方向的边缘时测试电流可能的传输路径。通过图15可以看出,当绝缘胶1052在X1方向上超过侧壁11的顶面S111的边缘时,绝缘胶1052靠外的部分将悬于空气中,绝缘胶1052靠内的部分将搭在金属导电体3上,且绝缘胶1052的粘接面与金属导电体3接触。在测试过程中,测试电流将绕过绝缘胶1052靠外的部分而击穿空气(因为空气的阻抗更小),然后击穿侧壁11的顶面S111内的绝缘胶1052部分,接着绕过绝缘胶1052靠内的部分而流过金属导电体3(因为金属导电体3几乎无阻抗),然后通过水平耦合板03泄放到地。如此,测出来的击穿电压显然不是击穿绝缘胶1052沿X1方向的宽度的电压,从而导致所获得的击穿电压的准确度较低。
基于此,在本申请的一些实施例中,侧壁11的顶面S111沿X1方向上的宽度大于绝缘胶1052沿X1方向的宽度,即侧壁11的顶面S111需要留足裕量,以保证绝缘胶1052在贴装到侧壁11的顶面S111时,不会超过侧壁11的顶面S111在X1方向的边缘。示例性地,假设绝缘胶1052沿X1方向的宽度为1mm,则侧壁11的顶面S111沿X1方向上的宽度可以为3mm。
请继续参阅图12,通路四:静电枪01将击穿外部空气,经空气——水平耦合板03——地的路径(后续简称为空气通路)泄放到地。
需要说明的是,绝缘胶1052的击穿电压通常可以达到kv量级,在此情况下,静电枪01将输出kv量级的测试电压,而空气的击穿量级可以达到30kv/cm(受环境影响而有所波动,通常为每击穿1cm~3cm所需的电压为30kv),因此,静电枪01的测试电压可能达到空气的击穿电压。若静电枪01的测试电压达到空气通路的击穿电压,而未达到绝缘胶1052的击穿电压时,测试电流则可能击穿空气,经空气通路而绕过绝缘胶1052泄放到地。在此情况下,静电枪01和电流检测单元仍然会检测到绝缘胶1052被击穿,所得到的击穿电压显然不是击穿绝缘胶1052的电压,准确度低。
下面对绝缘胶1052测试过程中可能存在的空气通路进行解析。需要说明的是,下面各实施例中均以侧壁11所在的一侧的空气通路为例进行说明,侧壁12所在的一侧的空气通路可以参照实施。
空气通路一:
应理解,绝缘盖板2和绝缘托1之间由于绝缘胶1052的存在而存在间隙。绝缘盖板2和绝缘托1的侧壁11和侧壁12之间的间隙由于绝缘胶1052的贴合而被填上,绝缘盖板2和绝缘托1的侧壁21和侧壁22之间的间隙(为方便区分,本申请实施例将其简称为窄边间隙4)则依然存在。图12示意了窄边间隙4的位置,该窄边间隙4为测试电流绕过绝缘胶1052提供了路径。
具体而言,请参阅图16,图16为图3沿-Z1方向的俯视图。为了方便展示,图16中仅展示了部分部件。其中,点M为侧壁11沿Y1方向的长度的中点。应理解,图12中的窄边间隙4应位于图16中侧壁21和侧壁22所在的位置。因此,当在点M进行击穿测试,测试电流将沿着如下空气通路一经窄边间隙泄放至地:沿Y1方向(图中曲线S1示意的路径,后续简称为路径S1)或-Y1方向(图中曲线S2示意的路径,后续简称为路径S2)击穿空气——窄边间隙——金属导电体3——水平耦合板03——地。
应理解,为了避免测试电流经路径S1和路径S2所在的空气通路泄放到地,可以使得沿路径S1的击穿电压、以及沿路径S2的击穿电压均大于绝缘胶1052沿X1方向的击穿电压,在此情况下,静电枪01输出的测试电流将沿绝缘胶1052路径经过。需要说明的是,空气的击穿场强是一定的,其击穿电压随着需要击穿的空气尺寸的增加而变大。基于此,可以通过增加路径S1的长度和路径S2的长度,使沿路径S1的击穿电压以及沿路径S2的击穿电压均大于绝缘胶1052沿X1方向的击穿电压。
然而,在对绝缘胶1052进行测试之前,很难知晓绝缘胶1052沿X1方向的击穿电压,也就无从知晓应该将绝缘托1在Y1方向的尺寸增加到何种程度。基于此,本申请实施例中,按照静电枪01输出的最大测试电压设计路径S1的长度和路径S2的长度。
具体而言,由于沿路径S1的击穿电压、以及沿路径S2的击穿电压,分别和路径S1的长度、以及路径S2的长度呈正相关,因此,若以静电枪01输出的最大测试电压为沿路径S1和路径S2可以刚好击穿空气的临界击穿电压,以刚好被临界击穿电压击穿的路径S1的长度和路径S2的长度为临界击穿长度,那么,当路径S1的长度和路径S2的长度大于临界击穿长度时,则沿路径S1和沿路径S2的击穿电压将大于临界击穿电压——最大测试电压。在此情况下,测试过程中静电枪01可以输出的任意测试电压(均比最大测试电压小)将无法沿路径S1和沿路径S2击穿空气。
示例性地,假设空气的击穿场强为E0,静电枪01的最大测试电压(即临界击穿电压)为D,则临界击穿长度为D/E0,若路径S1的长度和路径S2的长度刚好为D/E0,则静电枪01的最大测试电压D可以沿路径S1和路径S2刚好将空气击穿。若将路径S1的长度和路径S2的长度大于D/E0,则静电枪01输出的任意测试电压将无法沿路径S1和沿路径S2击穿空气,即测试电流将不会经路径S1和路径S2所在的空气通路泄放到地,若该测试电压达到绝缘胶1052的击穿电压,则会通过绝缘胶1052击穿到地。
在本申请的一些实施例中,通过增加绝缘托1在Y1方向的尺寸,使路径S1的长度和路径S2的长度大于D/E0。
具体而言,请继续参阅图16,按照如下关系式一设置侧壁11的长度:
关系式一:HA4>2D/E0
其中,HA4为侧壁11的长度,D为静电枪01的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。当HA4>2D/E0时,点M分别到侧壁21的外表面、以及侧壁22的外表面的距离均大于D/E0。在此情况下,上述路径S1的长度和路径S2的长度将大于D/E0。
应理解,当在点M进行测试时,上述实施例可以使得路径S1的长度和路径S2的长度均满足大于D/E0。若在靠近侧壁21的区域(如N点)进行测试,则路径S1的长度将变长,而路径S2的长度将变短,甚至不满足大于D/E0。可见,上述实施例仅支持在点M进行测试。基于此,进一步地,请参阅图16,设置侧壁11的长度大于4D/E0。其中,P点为到侧壁21的外表面的距离为D/E0的点,Q点为到侧壁22的外表面的距离为D/E0的点。在此情况下,P点到Q点的距离为2D/E0,即P点和Q点之间的距离较长,如此,可以在P点和Q点之间的区域的任意点进行测试,相比于在单点测试所获得的击穿电压更具可靠性。
举例来说,以30kv的测试电压可以击穿3cm的空气为例,则空气的击穿场强E0为10kv/cm。假设静电枪01的最大测试电压为30kv,则临界穿长度为D/E0=3cm。基于此,可以设置HA4>120mm。其中,静电枪01可以在侧壁11的长度中点分别往两侧的30mm内的区域进行测试。
空气通路二:
请参阅图17,当侧壁11的顶面S111和侧壁12的顶面S121在测试过程中,只有一个贴装有绝缘胶(如侧壁11的顶面S111)时,则未贴装绝缘胶的一侧也存在间隙(为方便区分,本申请实施例将其简称为宽边间隙5)。基于此,该实施例中,测试电流将沿着如下空气通路泄放至地:绕着绝缘盖板2的外围(图中曲线S3示意的路径,后续简称为路径S3)击穿空气——宽边间隙5——金属导电体3——水平耦合板03——地。
为了避免测试电流经路径S3所在的空气通路泄放到地,在本申请的一些实施例中,通过设置绝缘盖板2在X1方向的尺寸,来使路径S3的长度大于D/E0。在此情况下,测试电流将不会经路径S3所在的空气通路泄放到地。
示例性地,请继续参照图17,按照如下关系式二设置绝缘托1和绝缘垫的尺寸:
关系式二:2HC1+HC2>D/E0
其中,HC1为绝缘盖板2在Z1方向的厚度,HC2为绝缘盖板2在X1方向的宽度,D为静电枪01的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。应理解,当2HC1+HC2>D/E0时,路径S3的长度大于D/E0,测试电流将不会经路径S3所在的空气通路泄放到地。
在一些示例中,通过设置绝缘盖板2在X1方向的宽度,来满足上述关系式二。例如,HC2>D/E0。继续沿用上述例子,临界穿长度为D/E0=3cm,则可以设置HC2>30mm。
应理解,当绝缘盖板2和绝缘托1上下对齐时,若绝缘托1在X1方向的宽度也会大于D/E0,则绝缘盖板2在X1方向的宽度HC2也会大于D/E0。例如,若绝缘托1在X1方向的宽度大于60mm,则绝缘盖板2在X1方向的宽度也将大于60mm,在此情况下,测试电流自然也将不会经路径S3所在的空气通路泄放到地。
在另一些示例中,通过设置绝缘盖板2在Z1方向的厚度,来满足上述关系式二。例如,HC1>D/2E0。继续沿用上述例子,临界穿长度为D/E0=3cm,则可以设置HC1>15mm。
空气通路三:
请参阅图18,图18为图3所示的绝缘胶测试系统沿A2-A2线剖切所得到的剖面图。测试电流可能沿着如下空气通路泄放至地:沿-Z1方向(图中曲线S4示意的路径,后续简称为路径S4)击穿空气——水平耦合板03——地。
基于此,为了避免测试电流经路径S4所在的空气通路泄放到地,请参照图19,图19为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的剖面图。其中,底平面32为绝缘底托30的外表面S32所在的平面。区别于图18,该绝缘胶测试系统中,通过增加绝缘托1沿Z1方向的高度来达到增加路径S4的长度,使其路径S4的长度大于D/E0。在此情况下,测试电流将不会经路径S4所在的空气通路泄放到地。
具体而言,本实施例中,按照如下关系式三设置绝缘托1的尺寸:
关系式三:HA1>D/E0
其中,HA1为侧壁11的顶面S111至底平面32的高度,D为静电枪01的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。应理解,当HA1>D/E0时,路径S4的长度大于D/E0,测试电流将不会经路径S4所在的空气通路泄放到地。继续沿用上述例子,临界穿长度为D/E0=3cm,则可以设置HA1>30mm。
在本申请的另一些实施例中,请参照图20,图20为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图。区别于图18,该绝缘胶测试系统中,增加了侧壁11沿X1方向的宽度和侧壁12沿X1方向的宽度。
具体而言,请参照图21,图21为图20所示的绝缘胶测试系统的俯视图。其中,底平面32为绝缘底托的外表面所在的平面。应理解,由于该图为俯视图,因此,该图也可以视为在底平面32的正投影图。绝缘托1在底平面32上的正投影具有两组第一侧边,分别为侧壁11侧的第一侧边1-11、以及侧壁12侧的第一侧边1-12,两组第一侧边沿X1方向排布。绝缘盖板2在底平面32上的正投影具有两组第三侧边,分别为侧壁11侧的第三侧边2-11和侧壁12侧的第三侧边2-12,两组第三侧边沿X1方向排布,且两组第三侧边位于两组第一侧边之间。应理解,侧壁11侧的第一侧边1-11为图20中侧壁11的外表面S113的正投影,侧壁12侧的第一侧边1-12为图17中侧壁12的外表面S123的正投影。侧壁11侧的第三侧边2-11和侧壁11侧的第一侧边1-11为同侧的侧边,侧壁12侧的第三侧边2-12和侧壁12侧的第一侧边1-12为同侧的侧边。
请参阅图22,图22为图20沿D-D线剖切所得到的剖面图。图22从另一个方位示意了侧壁11侧的第一侧边1-11、侧壁11侧的第三侧边2-11、以及底平面32所在的位置。本实施例中,按照如下关系式四设置侧壁11在X1方向上的宽度:
关系式四:HA1+HA3>D/E0
其中,HA1为侧壁11的顶面S111至底平面32的高度,HA3为侧壁11侧的第一侧边1-11至侧壁11侧的第三侧边2-11的最小间距,D为静电枪01的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。可见,该示例增加了侧壁11在X1方向上的宽度。应理解,侧壁11在X1方向上的宽度的增加,在保留了路径S4的长度的同时,还增加了S5路径的长度。应理解,当HA1+HA3时,路径S4的长度和S5路径的长度之和大于D/E0,测试电流将不会经路径S4和S5路径所在的空气通路泄放到地。继续沿用上述例子,临界穿长度为D/E0=3cm,则HA1+HA3可以大于30mm。
在本申请的另一些实施例中,请参照图23,图23为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图。区别于图20,该绝缘胶测试系统中增加了绝缘底托30沿X1方向的宽度。该实施例的实现原理和图20类似,此处不再详述。需要说明的是,绝缘底托30具有沿X1方向排布的两组侧面,该示例中,图20中的侧壁11侧的第一侧边1-11、以及侧壁12侧的第一侧边1-12分别为绝缘底托30的两组侧面在底平面32上的正投影。
应理解,图19、图20、图23可以结合实施,本申请此不作具体限定。
在本申请的另一些实施例中,请参照图24,图24为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的结构示意图。该绝缘胶测试系统中,绝缘胶测试装置02还包括绝缘垫6。绝缘垫6与绝缘底托30的外表面S32贴合。当需要测试时,绝缘胶测试装置02置于水平耦合板03上,且绝缘垫6与水平耦合板03贴合。并且,绝缘垫6与第一开孔正对的区域设置有第二开孔(图中未示出),以便于金属导电体将击穿电流依次穿过第一开孔和第二开孔后经水平耦合板03泄放到地。
其中,该绝缘垫6的绝缘性大于绝缘胶1052的绝缘性,且绝缘托1在绝缘垫6上的正投影落入绝缘垫6内。换句话说,绝缘垫6在X1OY1平面的尺寸做得比绝缘托1的尺寸大,且绝缘托1置于不超过绝缘垫6边缘的位置。如此,请参阅图25,图25为图24所示的绝缘胶测试系统沿E-E线剖切所得到的剖面图,即使测试电流沿路径S4击穿空气,当遇到绝缘性更高的绝缘垫6时,将改变传导路径,主要有以下两种路径:
路径一:请参阅图25,当绝缘垫6和水平耦合板03之间由于不完全贴合而存在空气间隙时,可能沿着X1方向(图中曲线S6示意的路径,后续简称为路径S6)击穿空气——水平耦合板03——地的通路泄放到地。为便于展示,图25将空气间隙进行了放大化展示,实际实施过程中该空气间隙的尺寸远小于图示尺寸。
针对该路径,在本申请的一些实施例中,通过设置绝缘托1在Z1方向和X1方向的尺寸,来使路径S4的长度和路径S6的长度大于D/E0。在此情况下,测试电流将不会经路径S4和路径S6所在的空气通路泄放到地。
具体而言,请参阅图26,图26为图24所示的绝缘胶测试系统的俯视图。其中,底平面32为绝缘底托的外表面所在的平面。应理解,由于该图为俯视图,因此,该图也可以视为在底平面32的正投影图。需要说明的是,为了方便展示,该俯视图仅展示了部分部件。其中,绝缘托1在底平面32上的正投影具有两组第一侧边,分别为侧壁11侧的第一侧边1-11、以及侧壁12侧的第一侧边1-12,两组第一侧边沿X1方向排布。此外,图中虚线还示意了第一开孔31在底平面32上的正投影的边界线,即孔壁边界线331。
请继续参阅图25,图25从另一个方位示意了侧壁11侧的第一侧边1-11、孔壁边界线331所在的位置。本实施例中,按照如下关系式五设置绝缘托1的尺寸:
关系式五:HA1+HA2>D/E0
其中,HA1为侧壁11的顶面S111至底平面32的高度,HA2为第一侧边至孔壁边界线331的最小间距,D为静电枪01的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。应理解,当HA1+HA2>D/E0时,路径S4的长度和路径S6的长度之和大于D/E0,测试电流将不会经路径S4和路径S6所在的空气通路泄放到地。继续沿用上述例子,临界穿长度为D/E0=3cm,则可以设置HA1+HA2>30mm。
路径二:可能沿着-X1方向(图中曲线S7示意的路径,后续简称为路径S7)击穿空气——水平耦合板03——地的通路泄放到地。
针对该情况,在本申请的一些实施例中,通过设置绝缘托1在Z1方向、以及绝缘垫6在X1方向的宽度,来使路径S4的长度和路径S7的长度大于D/E0。在此情况下,测试电流将不会经路径S4和路径S7所在的空气通路泄放到地。
具体而言,请继续参阅图26,绝缘垫6在底平面32上的正投影具有两组第二侧边,分别为侧壁11侧的第二侧边3-11、以及侧壁12侧的第二侧边3-12。两组第二侧边沿X1方向排布。同侧的第二侧边与同侧的第一侧边之间的最小间距为绝缘垫6的单侧裕量宽度HB1。其中,侧壁11侧的第一侧边1-11与侧壁11侧的第二侧边3-11为同侧的侧边,侧壁12侧的第一侧边1-12与侧壁12侧的第二侧边3-12为同侧的侧边。
请继续参阅图25,图25从另一个视角示意了上述侧壁11侧的第一侧边1-11、侧壁11侧的第二侧边3-11、以及单侧裕量宽度HB1所处的位置。本实施例中,按照如下关系式六设置绝缘托1和绝缘垫6的尺寸:
关系式六:HA1+HB1>D/E0
其中,HA1为侧壁11的顶面S111至底平面32的高度,HB1为绝缘垫6的单侧裕量宽度。应理解,当HA1+HB1>D/E0时,路径S4的长度和路径S7的长度之和大于D/E0,测试电流将不会经路径S4和路径S7所在的空气通路泄放到地。继续沿用上述例子,临界穿长度为D/E0=3cm,则可以设置HA1+HB1>30mm。
需要说明的是,相比于图24所示的绝缘胶测试系统,图19、图20以及图23所示的绝缘胶测试系统中,通过增加绝缘托1沿Z1方向的高度、以及绝缘托1沿X1方向的宽度的方案,使得这些实施例可以在不设置图24所示的绝缘垫6的情况下,依然可以使得测试电流不会经过空气通路三泄放到地。当然,在其他实施例中,为了保险起见,也可以在图19、图20、图23的基础上页设置图24所示的绝缘垫6,本申请实施例对此不作限制。
还需要说明的是,上述各示例中,通过合理设置绝缘胶测试装置的尺寸,避免了静电枪输出的测试电流经各空气通路泄放到地。应理解,当静电枪的最大测试电压小于绝缘胶的击穿电压时,将无法测量出绝缘胶的击穿电压。基于此,实际实施过程中,可以设计多套绝缘胶测试装置。其中,每套绝缘胶测试装置的静电枪可以输出不同量级的最大测试电压,并且,每套绝缘胶测试装置中绝缘胶测试装置的尺寸均以其自身的最大测试电压进行设计。如此,当所使用的绝缘胶测试装置中的静电枪的最大测试电压也无法击穿绝缘胶时,可以更换一套可以输出最大测试电压更高的绝缘胶测试装置进行测试。
请参阅图27,图27为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统。该绝缘胶测试系统中,绝缘胶测试装置02的绝缘托1仅包括侧壁11和侧壁12,不再包括图4所示的侧壁21、侧壁22、以及绝缘底托30。其中,侧壁11、侧壁12的构造和位置关系和图3类似,此处不再赘述。其中,金属导电体3设置在侧壁11和侧壁12之间。在其他实施例中,绝缘胶测试装置02的绝缘托1也包括图4所示的侧壁21和侧壁22,但不包括图4所示的绝缘底托30,此处不再详述。
需要说明的是,在一些实施例中,为避免击穿绝缘胶1052后的击穿电流需要击穿较大尺寸的空气才能够通过金属导电体3泄放到地,因此,金属导电体3与侧壁11的顶面S111、以及侧壁12的顶面S121之间的间隙尽量小。基于此,金属导电体3可以贴合侧壁11的内表面S112、以及侧壁12的内表面S122设置。
请参阅图28,图28为本申请另一些实施例提供的绝缘胶测试系统的剖面图。该绝缘胶测试系统中,绝缘胶测试装置02中的绝缘托1仅包括侧壁11,不再包括图4所示的侧壁12、侧壁21、侧壁22、以及绝缘底托30。其中,侧壁11的构造和图3所示的侧壁11的构造类似,此处不再赘述。金属导电体3设置在侧壁11沿X1方向上的一侧,且更靠近侧壁11的内表面S112。
需要说明的是,在一些实施例中,为避免击穿绝缘胶1052后的击穿电流需要击穿较大尺寸的空气才能够通过金属导电体3泄放到地,因此,金属导电体3与侧壁11的顶面S111之间的间隙尽量小。基于此,金属导电体3可以贴合侧壁11的内表面S112设置。
应理解,图27和图28所示的绝缘胶测试系统中,应该使其沿X1方向、Y1方向(垂直于X1OZ1面且由纸面向里)、Z1方向的尺寸能够避免静电枪01从绝缘胶通路以外的通路泄放到地,实现原理与图3至图26的实现类似,此处不再详述。
请参阅图29,本申请实施例还提供了一种绝缘胶测试方法。该绝缘胶测试方法可以应用于图3至图28任一项所示的绝缘胶测试系统。该绝缘胶测试方法包括:
S2901,将绝缘胶贴装于第一绝缘侧壁的顶面,使绝缘胶的粘接面和第一绝缘侧壁的顶面贴合。
需要说明的是,第一绝缘侧壁在图3至图27中可以为侧壁11和侧壁12,在图28为侧壁11。具体实施过程中,为了获得绝缘胶的粘接面所在方向的绝缘性能,在贴装于绝缘胶时,绝缘胶的粘接面为第一绝缘侧壁的顶面所在的方向。此外,在贴装绝缘胶时,绝缘胶不超过第一绝缘侧壁的外表面,且绝缘胶的粘接面与金属导电体不接触,实施效果可以参见上述通路三中的相关内容,此处不再赘述。
S2902,使用绝缘盖板对第一绝缘侧壁的顶面的绝缘胶进行压合。
具体实施过程中,在使用绝缘盖板压合时,应该避免绝缘胶超过绝缘盖板在X1方向上的外边缘,如此,绝缘胶靠外的部分将不会悬于空气,具体实施效果和上述通路三中的实施例的实施效果类似,此处不再赘述。
S2903,沿着第二方向对绝缘胶进行击穿测试,获得击穿电压,击穿电压为击穿绝缘胶时静电枪输出的测试电压。
应理解,第二方向即为上述各实施例中的X1方向,具体定义可以参照图4中的相关内容,此处不再赘述。应理解,当绝缘胶的粘接面和第一绝缘侧壁的顶面贴合时,则第二方向为绝缘胶的粘接面所在的方向。
在一些实施例中,请参阅图30,区别于图29,图29所示的S2903替换为S2903b进行执行,并且,在S2903b之前,上述绝缘胶测试方法还包括:
S2903a,对绝缘胶进行保压激活。
具体来说,将压合好的绝缘胶测试装置放入保压模具进行保压激活。需要说明的是,不同型号的绝缘胶需要不同的压胶应力和压胶时间进行激活,该压胶应力和压胶时间可以由厂家提供,或者在标准中进行查询。
在执行完S2903a后,执行S2903b:
S2903b,使用静电枪沿着第二方向输出测试电压,对保压激活后的绝缘胶进行击穿测试,获得绝缘胶的击穿电压,绝缘胶的击穿电压为击穿绝缘胶时静电枪输出的测试电压。
具体实施过程中,可以使用静电枪沿着X1方向按从小到大的方式输出递增的测试电压。当接收到静电枪输出的第一指示信息和/或第二指示信息时,获取测试静电枪输出的测试电压,该测试电压即为绝缘胶的击穿电压。应理解,接收第一指示信息和/或第二指示信息并获取测试电压这一动作可以由执行击穿测试的操作人员,或设备(如静电枪等)执行,本申请对此不作限定。
需要说明的是,在一些示例中,为了使得所获得的击穿电压更可靠,静电枪可以在绝缘胶的Y1方向上的多个测试点进行X1方向的击穿测试,获得多个测试数据;然后基于该多个测试数据(例如平均、加权平均等方式),获得击穿电压。在一些示例中,静电可以在绝缘胶的Z1方向上的多个测试点(例如,沿绝缘胶的粘接面对绝缘胶进行击穿测试,即绝缘胶与绝缘盖板之间的介质交界面、以及绝缘胶与第一绝缘侧壁的顶面之间的介质交界面)进行X1方向的击穿测试,获得多个测试数据;然后基于该多个测试数据(例如平均、加权平均等方式),获得击穿电压。该示例的实施效果可以参照上述第一点的相关描述,此处不再赘述。当然,击穿电压也可以基于沿Y1方向获得多个测试数据、以及沿X1方向获得多个测试数据共同获得,本申请实施例对此不作具体限定。Y1方向、Z1方向的具体定义可以参照图4中的相关内容,此处不再赘述。
应理解,经过保压激活的绝缘胶,其粘接面和绝缘盖板、以及第一绝缘侧壁的顶面之间的粘性更好,对保压激活后的绝缘胶进行X1方向,所获得的击穿电压的准确度更高,该实施例的实施效果可以参照上述第三点的相关描述,此处不再赘述。当然,在其他实施例中,若绝缘胶和第一绝缘侧壁顶面贴合得足够好,也可以不进行保压激活,本申请实施例对此不作限定。
S2904,根据击穿电压确定绝缘胶的击穿场强。
具体实施过程中,当获得击穿电压时,由于绝缘胶沿X1方向的宽度是已知的,因此,通过求取击穿电压和绝缘胶沿X1方向的宽度之商,可以获得绝缘胶的击穿场强。该步骤同样可以由操作人员或执行该方法的设备执行。
图29和图30所示的方法是使用静电枪沿着X1方向输出测试电压,即沿着绝缘胶的粘接面所在的方向进行击穿测试,并非Z1方向的测试,因此无需击穿绝缘的PET膜,从而可以获得更接近实际所需、准确度更高的击穿场强,该实施例的实施效果可以参照上述第二点的相关描述,此处不再赘述。
当利用图29和图30所示的测试方法获得绝缘胶的击穿场强后,该击穿场强可以供电子设备在选择满足绝缘性能需求的绝缘胶时提供参考,因此,击穿场强准确度越高,其在投入电子设备中的绝缘性能越能够达到预期,也就越能够保证电子设备在ESD防护方面的可靠性。
以上所述,仅为本申请实施例的具体实施方式,但本申请实施例的保护范围并不局限于此,任何在本申请实施例揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请实施例的保护范围之内。因此,本申请实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (16)
1.一种绝缘胶测试装置,其特征在于,用于沿第二方向对绝缘胶的绝缘性能进行击穿测试,所述绝缘胶测试装置包括:
绝缘托,所述绝缘托包括第一绝缘侧壁;其中,所述第一绝缘侧壁包括背对设置的顶面和底面,所述第一绝缘侧壁的顶面用于贴装所述绝缘胶,所述第一绝缘侧壁的底面和所述第一绝缘侧壁的顶面沿第一方向依次排布;所述第一绝缘侧壁包括背对设置的内表面和外表面,所述第一绝缘侧壁的外表面为在测试过程中靠近静电枪的一面,所述第一绝缘侧壁的外表面和所述第一绝缘侧壁的内表面沿所述第二方向依次排布;所述第一绝缘侧壁的顶面具有沿第三方向的长度;所述第一方向垂直于所述第二方向,所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向;所述第一绝缘侧壁的顶面的长度满足如下关系式:HA4>2D/E0;其中,HA4为所述第一绝缘侧壁的顶面的长度,D为所述静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强;
金属导电体,设置于所述第一绝缘侧壁在所述第二方向上的一侧,且更靠近所述第一绝缘侧壁的内表面,所述金属导电体用于当所述绝缘胶在测试过程中被击穿时,将击穿电流泄放至地;
绝缘盖板,位于所述第一绝缘侧壁在所述第一方向上的一侧,且更靠近所述第一绝缘侧壁的顶面,用于将所述绝缘胶压合在所述第一绝缘侧壁的顶面。
2.如权利要求1所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,所述绝缘托包括两组所述第一绝缘侧壁;
两组所述第一绝缘侧壁沿所述第二方向间隔排布;
所述金属导电体位于所述两组所述第一绝缘侧壁之间。
3.如权利要求2所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,所述绝缘托还包括绝缘底托和两组第二绝缘侧壁;两组所述第一绝缘侧壁和两组所述第二绝缘侧壁围成框体;所述框体与所述绝缘底托围成凹槽;所述第一绝缘侧壁的内表面为朝向所述凹槽的一面;
所述绝缘底托包括相对设置的内表面和外表面,所述绝缘底托的内表面为朝向所述凹槽的一面;
所述绝缘底托还包括第一开孔,所述第一开孔贯穿所述绝缘底托的内表面和所述绝缘底托的外表面,并与所述凹槽贯通形成空腔;
所述金属导电体设置于所述空腔内。
4.如权利要求3所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,还包括:
绝缘垫,与所述绝缘底托的外表面贴合;所述绝缘垫与所述第一开孔正对的区域设置第二开孔,且所述绝缘托在所述绝缘垫上的正投影落入所述绝缘垫内;
其中,所述绝缘垫的绝缘性大于所述绝缘胶的绝缘性。
5.如权利要求4所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,所述绝缘底托的外表面所在的平面为底平面;
所述绝缘托在所述底平面上的正投影具有两组第一侧边,所述两组第一侧边沿所述第二方向排布;所述绝缘垫在所述底平面上的正投影具有两组第二侧边,所述两组第二侧边沿所述第二方向排布;所述第二侧边与同侧的所述第一侧边之间的最小间距为所述绝缘垫的单侧裕量宽度;
所述第一绝缘侧壁的顶面至所述底平面的高度、以及所述绝缘垫的单侧富裕宽度满足如下关系式:
HA1+HB1>D/E0
其中,HA1为所述第一绝缘侧壁的顶面至所述底平面的高度,HB1为所述绝缘垫的单侧裕量宽度,D为所述静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
6.如权利要求4或权利要求5所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,所述绝缘底托的外表面所在的平面为底平面;
所述绝缘托在所述底平面上的正投影具有两组第一侧边,所述两组第一侧边沿所述第二方向排布;所述第一开孔在所述底平面上的正投影的边界线为孔壁边界线;
所述第一绝缘侧壁的顶面至所述底平面的高度、以及所述第一侧边至所述孔壁边界线的最小间距满足如下关系式:
HA1+HA2>D/E0
其中,HA1为所述第一绝缘侧壁的顶面至所述底平面的高度,HA2为所述第一侧边至所述孔壁边界线的最小间距,D为所述静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
7.如权利要求3至权利要求5任一项所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,所述绝缘底托的外表面所在的平面为底平面;
所述第一绝缘侧壁的顶面至所述底平面的高度满足如下关系式:
HA1>D/E0
其中,HA1为所述第一绝缘侧壁的顶面至所述底平面的高度,D为所述静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
8.如权利要求3至权利要求5任一项所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,所述绝缘底托的外表面所在的平面为底平面;
所述绝缘托在所述底平面上的正投影具有两组第一侧边,所述两组第一侧边沿所述第二方向排布;所述绝缘盖板在所述底平面上的正投影具有两组第三侧边,所述两组第三侧边沿所述第二方向排布,且所述两组第三侧边位于所述两组第一侧边之间;所述第一开孔在所述底平面上的正投影的边界线为孔壁边界线;
所述第一绝缘侧壁的顶面至所述底平面的高度、所述第一侧边至同侧的所述第三侧边的最小间距、所述第一侧边至所述孔壁边界线的最小间距满足如下关系式:
HA1+HA3>D/E0
其中,HA1为所述第一绝缘侧壁的顶面至所述底平面的高度,HA3为所述第一侧边至同侧的所述第三侧边的最小间距,D为所述静电枪的最大测试电压,E0为空气的击穿场强。
9.如权利要求1所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,所述第一绝缘侧壁的顶面的长度满足如下关系式:
HA4>4D/E0。
10.如权利要求1至权利要求5、以及权利要求9中的任一项所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,所述绝缘盖板和所述绝缘托为透明材质。
11.如权利要求3至权利要求5、以及权利要求9中的任一项所述的绝缘胶测试装置,其特征在于,还包括:
固定结构,所述固定结构设置于所述第二绝缘侧壁和所述绝缘盖板上,所述绝缘托通过所述固定结构和所述绝缘盖板固定连接。
12.一种绝缘胶测试系统,其特征在于,用于测试绝缘胶的绝缘性能,所述绝缘胶测试系统包括:
静电枪,用于输出测试电压;
如权利要求1至权利要求11任一项所述的绝缘胶测试装置,用于当所述绝缘胶被所述测试电压击穿时,输出击穿电流;
水平耦合板,分别与所述绝缘胶测试装置和地进行电连接,用于将所述击穿电流泄放至地。
13.一种绝缘胶测试方法,其特征在于,应用于权利要求12所述的绝缘胶测试系统,所述绝缘胶测试方法包括:
将所述绝缘胶贴装并压合于所述第一绝缘侧壁的顶面和所述绝缘盖板之间,所述绝缘胶的粘接面与所述第一绝缘侧壁的顶面贴合;
沿着所述第二方向对所述绝缘胶进行击穿测试,获得击穿电压,所述击穿电压为击穿所述绝缘胶时所述静电枪输出的测试电压;
根据所述击穿电压确定所述绝缘胶的击穿场强。
14.如权利要求13所述的绝缘胶测试方法,其特征在于,所述绝缘胶不超过所述第一绝缘侧壁的外表面,且所述绝缘胶不超过所述绝缘盖板在所述第二方向上的侧边;
且所述绝缘胶的粘接面与所述金属导电体不接触。
15.如权利要求13至权利要求14任一项所述的绝缘胶测试方法,其特征在于,所述沿着所述第二方向对所述绝缘胶进行击穿测试之前,所述方法还包括:
对所述绝缘胶进行保压激活;
所述沿着所述第二方向对所述绝缘胶进行击穿测试,包括:
沿着所述第二方向对保压激活后的所述绝缘胶进行击穿测试。
16.如权利要求13至权利要求14任一项所述的绝缘胶测试方法,其特征在于,所述沿着所述第二方向对所述绝缘胶进行击穿测试,包括:
沿所述绝缘胶的粘接面对所述绝缘胶进行击穿测试。
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