高压电源PCB高压测试方法
工厂高压测试间承担本批高压电源PCB板的出厂耐压与绝缘筛选，测试电压覆盖直流20kV到100kV七档，每天过板约一百二十块。头一年测试间没做规范，每块板测试电压、升压速度、判据都凭操作工经验写，同一批板今天过明天挂，误判率和漏判率都高。第二年把测试台重搭一遍，写进作业指导书的第一条规矩是：测试电压按工作电压的1.5倍定，保持1分钟，漏电流突增1mA判击穿；保持期间漏电流连续上升超过0.2mA判不合格，不等到突增才停机。
升压速度直接决定误判率。升压太快，板上分布电容充电电流叠加在漏电流上，读数虚高，本来合格的板被误判击穿。试验三档速度：每秒0.5kV、每秒1kV、每秒2kV。每秒2kV时，100kV板分布电容约200pF，充电电流约4µA，看起来不大，但测试间本身有杂散耦合，叠加后读数毛刺到12µA，离1mA判据还远；真正出问题的是升压末端电压过冲，调压器从0升到100kV，速度快了末端过冲到108kV，沿面闪络。每秒1kV时过冲控制在2%以内，每块板测试时间100秒加保持60秒共160秒。每秒0.5kV更稳，但一块板要260秒，产能掉四成。定在每秒1kV是产能与误判的折中。
闪络和击穿在测试时要区分开。闪络是沿面空气间隙击穿，放电后电压回落，板没坏，复测还能过；击穿是基材内部或焊点间永久短路，复测也过。闪络时漏电流表现是尖峰冲到1mA然后电压归零，仪器自动降压；击穿时漏电流持续在毫安级，电压降不下来。早期把闪络也判成击穿，整批板子返工重测，后来在仪器软件里加一道判断：放电后电压自动降到零，等10秒后再升到50%工作电压，如果漏电流回到µA级，判闪络，板没坏，记录后继续升到1.5倍保持；如果漏电流还在毫安级，判击穿，板报废。这道区分把返工率从15%压到3%。
绝缘电阻测试在耐压之前做，不在之后。顺序反了，耐压测试时残余电荷没放完，测绝缘电阻读数飘。正确流程：先目视查板，再测绝缘电阻，再加压做耐压，最后放电。绝缘电阻用2500V绝缘电阻表，加电压60秒后读数，60秒内读数还在爬吸电流，30秒读数比60秒高约两成，判据用60秒读数。新板耐压测试前绝缘电阻不低于1GΩ，低于这个数先查清洗与粉尘，不送耐压台。有几次跳过绝缘电阻直接耐压，板上灰尘吸潮，加压瞬间沿面粉层闪络，事后看灰尘是主因，不是板本身坏了。
耐压测试用直流还是交流要分板定。直流耐压只测沿面与体积绝缘，时间常数长，适合高压输出端对地；交流耐压还能发现层间与气隙弱点，但交流下分布电容电流大，读数容易误判。这块板是直流输出的整流板，用直流耐压；若是脉冲板或倍压板，出厂加一道交流耐压0.7倍工作电压保持10秒，专门查层间气隙。交流耐压电压值是直流的0.7倍，因为交流有效值与直流峰值换算关系。早期所有板都做直流，漏过几块内层气隙板，装机后局放超标；加交流短打后，层间气隙在测试间就暴露。
测试夹具是误判的重灾区。夹具用5mm厚聚碳酸酯板做底板，板上装铜探针接触高压焊盘，探针周围再装一圈接地环探针。头版夹具底板用普通亚克力，三个月后表面发雾、打毛，沿面漏电流在夹具上就有20µA，比板本身还大。换成聚碳酸酯，表面不打毛，夹具漏电流稳在2µA以内。夹具每周用无水酒精擦一遍，擦完晾干10分钟再用，手指碰过探针周围留下指纹，指纹里盐分吸潮，测试时沿指纹放电。夹具上不允许放工具、笔、碎线头，这些东西在高压下都是放电源。
测试间湿度直接影响判据。相对湿度60%以下，板沿面干燥，耐压读数稳；湿度超过75%，沿面漏电流涨三倍，同一块板上午测合格，下午梅雨进来就闪络。测试间装一台除湿机，常年把湿度压到55%以下，除湿机每天耗电约4度。湿度超过65%时，仪器自动把耐压判据从1mA放宽到1.5mA，或者推迟测试，等除湿后再测。有一次梅雨季除湿机坏了两天，测试间湿度85%，一天误判20块板，后来查明都是湿度问题。判据随湿度放宽这一条，写进作业指导书，但放宽只到1.5mA，再宽就放过真缺陷。
测试后放电时间不能省。100kV板上分布电容与高压滤波电容合计约500pF，100kV下存2.5mJ能量，不算大，但摸上去还是麻手。测试后接一只5MΩ泄放电阻到高压端，放电时间常数RC=2.5秒，放10秒后残余电压降到100V以下，再用接地棒直接碰一下确认。早期没接泄放电阻，测试员拿表笔去测下一块板，残余电荷通过表笔打一下，表笔前级放大器烧了三只。泄放电阻功率选1W，电阻靠近高压端，引线短。放电这一步操作工最想省，省一次就要付出烧表的代价。
局放测试在耐压合格后加做。用耦合电容1000pF/120kV串接在高压端，局放仪输入端接耦合电容对地，升压到1.1倍工作电压，保持5分钟，视在放电量不大于5pC出厂。局放测试灵敏度受测试间噪声限制，车间里变频器、接触器动作都会在局放图谱上冒尖峰。测试间做了铜网屏蔽，屏蔽网接大地，30MHz以下屏蔽效能约40dB，变频器噪声压到2pC以下。没屏蔽时，车间一台行车启动，局放仪读数从3pC跳到15pC，根本没法判断板本身。局放测试只在屏蔽测试间做，不搬到产线去。
测试电压倍率按工作电压分档定，不是一刀切。20kV以下的板，耐压1.5倍即30kV；20到50kV的板，1.5倍；50kV以上的板，倍率降到1.3倍，因为高压下测试设备本身的杂散放电风险跟着涨，1.5倍时夹具先闪络，测不出板的问题。100kV板耐压定130kV保持1分钟，夹具在140kV才闪络，留10kV裕量。倍率选择还要看板材裕量，高CTI板1.5倍，普通板1.3倍，普通板加1.5倍会无故闪络。倍率不是越高越严，超过设备与夹具能力，测出来的数据没意义。
多点位测试顺序有讲究。一块板上有三个高压点：整流输出端、倍压中点、采样分压端，三点都要对低压地做耐压。先测整流输出端对低压地，这一点电压最高、路径最长；再测倍压中点对低压地；最后测采样分压端。三点顺序反了，先测采样端时板上还带整流端残余电荷，读数不准。每测完一点放电10秒再测下一点。有一块板漏测倍压中点，装机后中点对低压地爬电，因为那一段距离设计时留窄了。测试点清单按版图标出来，操作工照单点，漏点就是漏判。
仪器每年送计量单位校准一次。耐压仪输出电压用高压探头比对，偏差不超过2%；漏电流精度用标准电阻箱校验，1mA档偏差不超过5%。有一次仪器用了两年没校准，输出实际比标称高8%，一批板按100kV标称加压实际加到108kV，沿面闪络率突然从1%升到8%，查下来是仪器飘了。校准期间测试间停线一天，备用仪器顶上。校准证书挂在测试间墙上，操作工每次开机先看证书日期，超期不接板。仪器漂移是慢过程，不测不知道，一测吓一跳。
测试数据每块板存档。测试编号、板号、耐压电压、保持时间、漏电流读数、局放pC值、测试员代号，全记在MES系统里，保留五年。有一批板三个月后现场投诉沿面放电，调测试记录看，那批板耐压时漏电流从µA级爬到800µA，贴着1mA判据过的，当时没触发告警，但趋势已经不对。后来把告警线从1mA提到0.8mA，趋势异常的板当场返工。数据存档不是为了好看，是为了现场出问题时倒查当时的测试曲线，光看合格不合格那一行没用，要看整个加压过程的漏电流曲线。
探针接触电阻随磨损变化。夹具探针是镀金弹性探针，头两万次接触后探针尖磨损，接触电阻从50mΩ涨到300mΩ，加压时探针与焊盘之间打小火花，误判局放。探针每一万次接触换一批，换下来的探针不能清洗后重复用，镀层磨掉后再用会污染焊盘。有一批探针用到两万五千次没换，测试间局放误判率从2%升到15%，查下来探针磨损是主因。探针寿命写进夹具维护表，换探针时间接影响测试节拍，每次换探针二十分钟，每天要换一次。
板上高压滤波电容残余电荷在第二次测试时惹麻烦。同一块板先做耐压，放电10秒，接着做局放，局放升压到1.1倍时，电容里残余电荷与仪器输出叠加，电压尖峰比正常值高2kV，沿面闪络。规矩改成耐压后放电30秒再做局放，两次测试之间至少隔一分钟。早期图快，放电10秒就测局放，闪络率高得反常，拆开看是残余电荷作怪。测试节拍里省一分钟放电时间，换回来一批返工，账不划算。
测试间地面铺绝缘橡胶垫，垫厚5mm，耐压等级25kV。操作工穿绝缘鞋，鞋上导电电阻每月测一次。早期地面是水磨石，夏天鞋底出汗时电阻低，万一漏电电流通过人体入地，垫子把电流限制在安全值以下。垫子三年换一次，表面开裂、发黏就换，不等到开裂漏线。安全装置在测试间里比在生产线上还密集，因为测试时电压比运行时高。
不同产品板在测试台上换型要重新接线。七档电压对应七种夹具探针，换型时把探针排从夹具底板上拧下来，换上对应产品的探针排，五分钟换完。早期每档产品做一台夹具，七台夹具占测试间半面墙，换型时推来推去。统一底板加换式探针排后，一台夹具通吃七档，底板通用，只换上面的探针排。探针排定位靠两个圆柱销，重复定位精度0.1mm，不调探针位置。换型时间从二十分钟缩到五分钟。
测试间安全联锁不能省。耐压测试仪高压输出端接一个带门联锁的聚碳酸酯罩，罩子开门即切断高压输出，联锁开关串在高压使能回路，开门后使能回路断开，仪器响应时间不超过0.1秒。早期没装联锁，操作工在加压过程中伸手去调板，手刚碰到焊盘，测试员在另一头还在升压，被打了一下，手腕麻了两天。后来加罩、加联锁、加光电感应三重保护，人手进罩子即断电。测试间是高压电频繁进出的地方，安全装置不能省，省一次就要见血。
