คำอธิบายแผ่นมาตรฐานที่เกรดต่างๆ: G10, FR4, G11 และ FR5

สำหรับกล่องควบคุมชุดแบตเตอรี่ 400 โวลต์ แผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่ไม่ใช่วัสดุชนิดเดียว เกรดของมันจะกำหนดว่าจะสามารถอยู่รอดได้จากการหมุนเวียนด้วยความร้อน 40,000 ชั่วโมงหรือล้มเหลวในเดือนแรก

แผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่หรือที่เรียกว่าลามิเนตผ้าแก้วอีพ็อกซี่ทำโดยการซ้อนชั้นของผ้าใยแก้วทอที่ชุบด้วยอีพอกซีเรซินแล้วกดด้วยความร้อนและความดัน ผลลัพธ์ที่ได้คือแผ่นฉนวนที่แข็งแรงซึ่งใช้ในชุดแบตเตอรี่ลิเธียม อุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์ติดตั้ง PCB และส่วนประกอบหม้อแปลง แต่ไม่ใช่ว่าทุกแผ่นจะทำงานเหมือนกัน เกรด NEMA - G10, FR4, G11 หรือ FR5 - กำหนดระบบเรซิน อุณหภูมิต่อเนื่องสูงสุด และสารหน่วงไฟ

อะไรเป็นตัวกำหนดเกรดแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่

เกรดแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่ถูกกำหนดโดยระบบเรซิน อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) ระดับความร้อน และสมรรถนะของไดอิเล็กทริก

การกำหนด NEMA เช่น G10 และ FR4 ไม่ใช่คำศัพท์ของแบรนด์ เป็นเรตติ้งมาตรฐานที่ระบุว่าลามิเนตทำงานอย่างไรภายใต้ความร้อน เปลวไฟ และความเครียดจากแรงดันไฟฟ้า พารามิเตอร์สามตัวที่สำคัญที่สุด:

อุณหภูมิในการทำงานต่อเนื่อง

ระดับความร้อนจะกำหนดอุณหภูมิสูงสุดที่แผ่นงานสามารถทำงานได้อย่างไม่มีกำหนด G10 รองรับ 105°ซ (Class A), FR4 รองรับ 135°ซ (Class B), G11 รองรับ 150°ซ (Class F) และ FR5 รองรับ 170°ซ (Class F)

ระดับความไวไฟ UL94

UL94 วัดความเร็วที่วัสดุดับหลังจากการจุดระเบิด FR4 และ FR5 มีระดับ วี-0 ซึ่งหมายความว่าจะดับไฟได้เองภายในเวลาไม่ถึง 10 วินาที G10 และ G11 มีระดับ เอชบี เท่านั้น

ความเป็นฉนวน

นี่คือแรงดันไฟฟ้าที่วัสดุพังทลาย ฉนวนไฟฟ้าแรงสูงต้องมีค่ามากกว่า 10 กิโลโวลต์/มม ยิ่งความสม่ำเสมอของปริมาณเรซินสูงเท่าไร เส้นทางอิเล็กทริกทั่วทั้งแผ่นก็จะยิ่งเชื่อถือได้มากขึ้นเท่านั้น

ที่ Dongli New Materials แผ่นฉนวนใยแก้วอีพ็อกซี่ผลิตขึ้นโดยมีปริมาณเรซินที่ได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดและโปรไฟล์การกดความร้อนที่ได้รับการตรวจสอบ ซึ่งจะช่วยลดช่องว่างภายในที่อาจทำหน้าที่เป็นเส้นทางไฟฟ้าขัดข้องในการใช้งานไฟฟ้าแรงสูง

สี่เกรดหลักโดยสรุป

เกรดแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่ที่พบมากที่สุดสี่เกรดคือ G10, FR4, G11 และ FR5 ซึ่งแต่ละเกรดได้มาตรฐานตามอุณหภูมิที่แตกต่างกัน สารหน่วงไฟ และข้อกำหนดทางกล

คณะกรรมการฉนวนใยแก้วอีพอกซีเรซิน ความต้านทานส่วนโค้ง: 180 วินาทีโดยไม่มีการติดตาม (ASTM D495) ระบุไว้สำหรับสวิตช์เกียร์ไฟฟ้าแรงสูงและคอนแทคเตอร์ ดูผลิตภัณฑ์ →

G10 และ EPGC201 ที่เทียบเท่ากับ IEC เป็นเกรดสำหรับงานทั่วไปที่ได้รับการจัดอันดับสำหรับบริการต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 105°ซ มีสมรรถนะทางกลที่แข็งแกร่งแต่มีระดับ UL94 เอชบี เท่านั้น ซึ่งจำกัดในการใช้งานที่ต้องมีพฤติกรรมการดับเพลิงในตัว

FR4 เป็นเกรดที่ระบุกันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับฉนวนไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ มีพิกัด UL94 V-0 และคงขนาดความเสถียรที่ 135°ซ FR4 เป็นตัวเลือกเริ่มต้นสำหรับฉนวน PCB ตัวแยกชุดแบตเตอรี่ และแผ่นยึดบอร์ดควบคุม

G11 เป็นเกรดที่มีอุณหภูมิสูงและมีความแข็งแรงสูงที่พิกัด 150°ซ ให้ความแข็งแรงรับแรงดัดงอที่เหนือกว่า และใช้ในอุปกรณ์การบินและอวกาศและอุตสาหกรรมหนัก ซึ่งการต้านทานความร้อนมีความสำคัญมากกว่าการหน่วงไฟ

FR5 ผสมผสานประสิทธิภาพการระบายความร้อนของ G11 เข้ากับการหน่วงไฟของ FR4 ทนทานต่อการทำงานต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 170°ซ และระบุไว้ในอินเวอร์เตอร์แบบฉุดลากและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง

แม้ว่า G10 ยังคงพบเห็นได้ทั่วไปในชิ้นส่วนฉนวนราคาประหยัด แต่ FR4 ได้แทนที่มันในชิ้นส่วนติดตั้ง PCB และส่วนประกอบของชุดแบตเตอรี่เป็นส่วนใหญ่ เนื่องจากข้อกำหนด V-0 G11 และ FR5 สงวนไว้สำหรับการใช้งานที่ความร้อนเป็นข้อจำกัดหลัก - โดยทั่วไปแล้วในการบินและอวกาศ อินเวอร์เตอร์แบบฉุดลาก หรืออุปกรณ์การเชื่อม

วิธีการเลือกเกรดที่เหมาะสม

เลือกเกรดแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่โดยการเปรียบเทียบข้อจำกัดสามประการ: อุณหภูมิการทำงานต่อเนื่อง ข้อกำหนดการติดไฟ UL94 และการสัมผัสความชื้น

• เริ่มต้นด้วยอุณหภูมิต่อเนื่อง ตู้ปิดผนึกที่มีตัวต้านทานกำลังสามารถมีอุณหภูมิอากาศถึง 110°C ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งจะลบ G10 และบังคับให้คุณไปทาง FR4 หรือสูงกว่า
• ตรวจสอบข้อกำหนด UL94 เครื่องใช้ไฟฟ้า ระบบไฟฟ้าของยานพาหนะ และมาตรฐานอุตสาหกรรมจำนวนมากกำหนดให้ V-0 มีเพียง FR4 และ FR5 เท่านั้นที่ตอบสนองได้
• พิจารณาการสัมผัสความชื้น FR4 ดูดซับน้ำ 0.30% หลังจากแช่ไว้ 24 ชั่วโมง G10 ดูดซับเกือบ 0.50% พื้นพืชที่มีความชื้นจะทำให้การดูดซึมลดลง
• ลักษณะการทำงานของเครื่องจักรตุ้มน้ำหนัก ชิป FR4 และ FR5 มีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่า G10 ดังนั้นการสึกหรอของบุชชิ่งสว่านจึงสูงกว่าประมาณ 20% แผนสำหรับการใช้เครื่องมือคาร์ไบด์

การควบคุมคุณภาพและการประมวลผล

เครื่องหมายคุณภาพที่สำคัญสำหรับแผ่นไฟเบอร์กลาสอีพอกซีคือความสม่ำเสมอของปริมาณเรซิน ปริมาณช่องว่าง และความเสถียรของขนาดหลังการตัดเฉือน

ลามิเนตผ้าแก้วอีพ๊อกซี่ที่ทำอย่างดีสามารถเก็บปริมาณเรซินได้ภายใน ±2% ทั่วทั้งพื้นผิวแผ่น การกระจายเรซินนอกข้อกำหนดจะสร้างจุดร้อนในพื้นที่ ความแข็งแรงของไดอิเล็กทริกไม่สม่ำเสมอ และการบิดงอหลังจากการกัด CNC อัตราส่วนเรซินต่อเส้นใยมีความสำคัญเนื่องจากจะควบคุมคุณภาพพันธะระหว่างชั้นโดยตรงและความสามารถของวัสดุในการทนต่อการหมุนเวียนด้วยความร้อน คู่มือทางเทคนิคเกี่ยวกับอัตราส่วนอีพอกซีพรีเพกเรซินต่อไฟเบอร์ ครอบคลุมพารามิเตอร์ควบคุมเดียวกันในรูปแบบพรีเพก

เมื่อจัดหาแผ่นฉนวน ให้ตรวจสอบการควบคุมการผลิตเหล่านี้:

• ความหนาแน่นระหว่าง 1.85 ถึง 2.0 ก./ซม.³ ขึ้นอยู่กับปริมาณแก้ว
• ปริมาณโมฆะต่ำกว่า 0.5% สำหรับฉนวนไฟฟ้าแรงสูง ช่องอากาศด้วยกล้องจุลทรรศน์เป็นสาเหตุหลักของการสลายอิเล็กทริก
• คุณภาพคมตัดหลังการตัดเฉือน การหลุดร่อนหรือรอยแตกขนาดเล็กบนขอบตัดถือเป็นโหมดความล้มเหลวทั่วไปในส่วนประกอบฉนวน

พรีเพกคาร์บอนไฟเบอร์อีพ็อกซี่ ปัจจุบัน 70% ของผลิตภัณฑ์คอมโพสิตขั้นสูงทำจากพรีเพกที่ซ้อนกันและบ่ม พรีเพกเป็นผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปที่จัดเก็บและเตรียมหลังการ... ดูผลิตภัณฑ์ →

Dongli New Materials ดำเนินงานโรงงานขนาด 32,000 ตร.ม. พร้อมเวิร์กช็อปที่มีอุณหภูมิคงที่และห้องคลีนรูม 100,000 คลาส สภาพแวดล้อมในห้องสะอาดช่วยป้องกันการปนเปื้อนของอนุภาคบนพื้นผิวลามิเนตในระหว่างการวางและการกด

คำถามที่พบบ่อย

G10 และ FR4 ต่างกันอย่างไร?

G10 ได้รับการจัดอันดับสำหรับบริการต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 105°C พร้อมความสามารถในการติดไฟ UL94 HB ในขณะที่ FR4 รองรับอุณหภูมิ 135°C และตรงตามมาตรฐาน UL94 V-0 สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าภายใต้ความเครียดจากความร้อน FR4 เป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่า

แผ่นไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซี่สามารถใช้กลางแจ้งได้หรือไม่?

ลามิเนตอีพ็อกซี่ไม่เสถียรต่อรังสี UV และจะเสื่อมสภาพที่พื้นผิวหลังจากโดนแสงแดดโดยตรงเป็นเวลานาน ใช้ภายในอาคารหรือใช้สารเคลือบป้องกันรังสียูวี

FR4 ย่อมาจากอะไร?

FR4 ย่อมาจาก Flame Retardant เกรด 4 ในระบบ NEMA ใช้อีพอกซีเรซินพร้อมสารเติมแต่งสารหน่วงไฟโบรมีน และเป็นวัสดุมาตรฐานสำหรับฉนวนฐาน PCB

ฉันจะรู้ได้อย่างไรว่าใบสมัครของฉันต้องการเกรดใด

เปรียบเทียบตัวเลขสามตัว ได้แก่ อุณหภูมิอากาศต่อเนื่องสูงสุดที่ชิ้นส่วน ข้อกำหนด UL94 และการสัมผัสความชื้น แล้วจับคู่กับตารางเกรด ผู้ผลิตวัสดุสามารถทำการทดสอบความเป็นฉนวนกับตัวอย่างเพื่อยืนยันตัวเลือก