Különböző minőségű epoxi üvegszálas lapok magyarázata: G10, FR4, G11 és FR5

A 400 V-os akkumulátorcsomag vezérlődobozánál az epoxi üvegszálas lemez egyetlen anyaga – a minősége határozza meg, hogy túlél-e 40 000 órás hőciklust, vagy meghibásodik-e az első hónapban.

Az epoxi üvegszálas lemezt, más néven epoxi üvegszövet laminátumot úgy készít, hogy epoxigyantával impregnált szőtt üvegszálas szövet rétegeit egymásra rakják, és hő és nyomás alatt sajtolják. Az eredmény egy merev szigetelőlemez, megadott lítium akkumulátorcsomagokban, elektromos berendezésekben, NYÁK-szerelvényekben és transzformátorelemekben használtak. De nem minden lap működik megfelelően. A NEMA fokozat - G10, FR4, G11 vagy FR5 - meg a gyantarendszert, a maximális folyamatos hőmérsékletet és a lángállóságot.

Mi miatt meg az epoxi üvegszálas lap minőségét?

Az epoxi üvegszálas lapok minőségét a gyantarendszer, az üvegesedési hőmérséklet (Tg), a hőosztály és a dielektromos teljesítmény adja meg.

A NEMA megjelölések, mint például a G10 és FR4, nem márkakifejezések. Ezek szabványos minősítések, meghatározzák, hogy a laminátum hogyan viselkedik hő, láng és feszültség hatására. A három legfontosabb paraméter:

Folyamatos üzemi hőmérséklet

A termikus osztály azt a maximális hőmérsékletet meg, amelyen a lap korlátlan ideig futhat. A G10 támogatja a 105 °C-ot (A osztály), az FR4 támogatja a 135 °C-ot (B osztály), a G11 támogatja a 150 °C-ot (F osztály), az FR5 pedig a 170 °C-ot (F osztály).

UL94 tűzveszélyességi besorolás

Az UL94 azt méri, hogy az anyag milyen gyorsan alszik ki gyulladás után. Az FR4 és FR5 V-0 besorolású, ami azt jelenti, hogy 10 másodperc alatt kialszik. A G10 és a G11 csak HB besorolású.

Dielektromos szilárdság

Ez az a feszültség, amelyen az anyag lebomlik. A nagyfeszültségű szigeteléshez 10 kV/mm feletti értékek szükségesek. Minél nagyobb a gyantatartalom konzisztenciája, annál megbízhatóbb a dielektromos út a lemezen.

A Dongli New Materialsnál az epoxi üvegszálas szigetelőlemezt szigorúan ellenőrzött gyantatartalommal és felügyelt préselési hőprofillal gyártják. Ez csökkenti a belső üregeket, amelyek elektromos meghibásodási útvonalként működhetnek a nagyfeszültségű alkalmazásokban.

A négy fő évfolyam áttekintése

A négy leggyakoribb epoxi üvegszálas lemezminőség a G10, FR4, G11 és FR5, amelyek mindegyike különböző hőmérsékleti, égésgátló és mechanikai követelményekhez van szabványosítva.

Epoxigyanta üvegszálas szigetelőtábla Ívellenállás: 180 másodperc követés nélkül (ASTM D495), nagyfeszültségű kapcsolóberendezésekhez és kontaktorokhoz előírva. Termék megtekintése →

A G10 és az IEC megfelelője az EPGC201 általános célú minősége 105 °C-os folyamatos üzemre. Erős mechanikai teljesítményt nyújtanak, de csak UL94 HB minősítéssel rendelkeznek, ami korlátozza őket az önkioltó viselkedést igénylő alkalmazásokban.

Az FR4 az elektromos és elektronikus szigetelés legszélesebb körben meghatározott minősége. UL94 V-0 minősítéssel rendelkezik, és 135 °C-on is méretstabil marad. Az FR4 az alapértelmezett választás a nyomtatott áramköri lapok szigeteléséhez, az akkumulátorcsomag-leválasztókhoz és a vezérlőkártya szerelőlapjaihoz.

A G11 egy magas hőmérsékletű, nagy szilárdságú minőség 150 °C-ra. Kiváló hajlítószilárdságot biztosít, és repülési és nehézipari berendezésekben, ahol a hőállóság fontosabb, mint a lángállóság.

Az FR5 egyesíti a G11 hőteljesítményét az FR4 égésgátlásával. 170 °C-on tolerálja a folyamatos működést, és a vontatási inverterekben és a nagy teljesítményű elektronikában előírják.

Míg a G10 mindig elterjedt az olcsó szigetelő alkatrészekben, az FR4 nagyrészt lecserélte a PCB-szerelvényekben és az akkumulátorcsomag-komponensekben a V-0 követelmény miatt. A G11 és az FR5 olyan alkalmazások számára van fenntartva, ahol a hő az elsődleges korlát - jellemzően a repülőgépipar, a vontatási inverterek vagy a hegesztőberendezések.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő fokozatot

Ki az epoxi üvegszálas lemezminőséget három korlát összehasonlításával: folyamatos üzemi hőmérséklet, UL94 tűzveszélyességi követelmény és nedvességnek való kitettség.

• Kezdje folyamatos hőmérséklettel. A teljesítményellenállásokkal ellátott zárt burkolat könnyen elérheti a 110°C-os levegő hőmérsékletet. Ez eltávolítja a G10-et, és az FR4 vagy újabb felé kényszeríti.
• az UL94 követelményeit. A fogyasztói elektronika, a járműelektromos rendszerek és számos ipari szabvány előírja a V-0-t. Csak az FR4 és FR5 elégíti ki.
• Vegye figyelembe a nedvesség expozícióját. Az FR4 0,30% vizet szív fel 24 órás merítés után, a G10 közel 0,50%-ot. A nedves növényi talaj hasonló felszívódást igényel.
• Súlymegmunkálási viselkedés. Az FR4 és FR5 forgácsok koptatóbbak, mint a G10, így a fúróperselyek jobb 20%-kal magasabb. Tervezze meg a keményfém szerszámokat.

Minőségellenőrzés és feldolgozás

Az epoxi üvegszálas lapok legfontosabb minőségi jelzői a gyantatartalom konzisztenciája, a hézagtartalom és a megmunkálás utáni méretstabilitás.

A jól elkészített epoxi üvegszövet laminátum ±2%-on belül tartja a gyantatartalmat a lap felületén. A specifikációtól eltérő gyantaeloszlás helyi hotspotokat, nem egyenletes dielektromos szilárdságot és vetemedést hoz létre CNC marás után. A gyanta/szál arány számít, mert közvetlenül szabályozza a rétegek közötti kötés minőségét és az anyag hőciklusnak ellenálló képességét. Ez a műszaki útmutató az epoxi prepreg gyanta/szál arányhoz ugyanazokat a szabályozási paramétereket fedi le prepreg formában.

A szigetelőlap beszerzésekor a következő gyártásellenőrzéseket:

• Sűrűsége 1,85 és 2,0 g/cm³ között van az üvegtartalomtól függően.
• Nagyfeszültségű szigetelés esetén 0,5% alatti üregtartalom. A mikroszkopikus légzsákok a vezető okok a dielektrikum lebontásához.
• Életminőség megmunkálás után. A vágott éleken a rétegvesztés vagy mikrorepedések a szigetelőelemek gyakori meghibásodási módjai.

Epoxy Carbon Fiber Prepreg Jelenleg a fejlett kompozit termékek 70%-a prepregekből készül, amelyeket egymásra raknak és kikeményítenek. A prepregek olyan félkész termékek, amelyeket azután tárolnak és készítenek... Termék megtekintése →

A Dongli New Materials egy 32 000 m²-es létesítményt üzemeltet, állandó hőmérsékletű műhelyekkel és 100 000 osztályos tisztaszobával. A tisztatér környezet segít megelőzni a laminált felületen a részecskék szennyeződését a felrakás és a préselés során.

GYIK

Mi a különbség a G10 és az FR4 között?

A G10 105°C-os folyamatos üzemre van besorolva, UL94 HB gyúlékonysággal, míg az FR4 támogatja a 135°C-ot és megfelel az UL94 V-0 szabványnak. Hőterhelésnek kitett elektromos berendezések esetén az FR4 a biztonságosabb választás.

Használhatók-e az epoxi üvegszálas lapok kültéren?

Az epoxi laminátumok nem UV-stabilak, és hosszan tartó közvetlen napfény hatására a felületükön lebomlanak. Használja beltérben, vagy vigyen fel UV-álló védőbevonatot.

Mit jelent az FR4?

Az FR4 a NEMA rendszerben a Flame Retardant grade 4 rövidítése. Epoxigyantát használ brómozott égésgátló adalékokkal, és ez a szabvány anyaga a PCB-alapszigeteléshez.

Honnan tudhatom, hogy a jelentkezemnek melyik fokozatra van szüksége?

Hasonlítson össze három számot: a folyamatos levegőhőmérsékletet az anél, az UL94 követelményét és a nedvességnek való kitettséget. ezért párosítsa őket az osztályzattáblázattal. Az anyaggyártó a mintákon dielektromos szilárdsági teszteket futtathat a választás megerősítésére.