Erilaiset epoksilasikuitulevylaadut selitetty: G10, FR4, G11 & FR5

400 V:n akun ohjausrasiassa epoksilasikuitulevy ei yksittäinen materiaali - sen laatu, kestääkö se 40 000 tuntia lämpökiertoa vai epäonnistuuko se viimeisen vuoden aikana.

Epoksilasikuitulevy, jota tulee myös epoksilasikangaslaminaatiksi, valmistetaan pinoamalla kerroksia epoksihartsilla kyllästettyä lasikuitukankaaa ja puristamalla lämpöä ja paineen alaisena. Tuloksena on jäykkä eristyslevy, jota käyttää litiumakuissa, sähkölaitteissa, piirilevyvalaisimissa ja muuntajakomponenteissa. Mutta väli arkki ei toimi samalla tavalla. NEMA-luokka - G10, FR4, G11 tai FR5 - määrittelee hartsijärjestelmän, jatkuvan maksimilämpötilan ja palonestokyvyn.

         UL94 V-0 ja luokka F (155°C) ovat kaksi yleisintä hyväksymiskriteeriä nykyaikaisissa sähkölaitteissa.       

Mikä määrittelee epoksilasikuitulevyluokan?

Epoksilasikuitulevylaadut määritellään hartsijärjestelmän, lasittumislämpötilan (Tg), lämpöluokan ja dielektrisen suorituskyvyn perusteella.

NEMA-merkinnät, kuten G10 ja FR4, eivät ole tuotemerkkitermejä. Ne ovat standardoituja luokituksia, jotka määrittelevät, kuinka laminaatti käyttäytyy lämpöä, liekin ja jännitteen alaisena. Kolme tärkeintä parametria:

Jatkuva käyttölämpötila

Lämpöluokka korkeimman lämpötilan, jossa arkki voi toimia loputtomasti. G10 tukee 105 °C (luokka A), FR4 tukee 135 °C (luokka B), G11 tukee 150 °C (luokka F) ja FR5 tukee 170 °C (luokka F).

UL94 syttyvyysluokitus

UL94 mittaa kuinka nopeasti materiaali sammuu syttymisen jälkeen. FR4:llä ja FR5:llä on V-0-luokitus, mikä tarkoittaa, että ei sammuvat alle 10 sekunnissa. G10 ja G11 ovat vain HB-luokiteltuja.

Dielektrinen lujuus

Tämä on jännite, jolla materiaali hajoaa. Korkeajännitetys vaatii arvot yli 10 kV/mm. Mitä korkeampi hartsipitoisuus on konsistenssi, sitä luotettavampi eriste kulkee arkin poikki.

Dongli New Materialsissa epoksilasikuitueristelevy valmistetaan tiukasti kontrolloidulla hartsipitoisuudella ja valvotulla puristuslämpöprofiililla. Tämä vähentää sisäisiä onteloita, jotka koskevat sähkön katkeamisreiteinä suurjännitesovelluksissa.

Neljä pääluokkaa yhdellä silmällä

Epoksilasikuitulevylaatua ovat G10, FR4 G11 ja FR5, lähtevät normaaliin neljän sopivan lämpötilan, palonesto- ja mekaanisiin yleisiin vaatimuksiin.

105 °C G10 Jatkuva

135 °C FR4 Jatkuva

150 °C G11 Jatkuva

170 °C FR5 Jatkuva

Epoksihartsi lasikuitueristelevy Valokaarivastus: 180 sekuntia ilman seurantaa (ASTM D495), säädetty suurjännitekojeistoille ja kontaktoreille. Näytä tuote →

G10 ja sen IEC-vastine EPGC201 ovat yleiskäyttöisiä laatuja, jotka on mitoitettu kestämään 105 °C jatkuvaa käyttöä. Ne tarjoavat vahvan mekaanisen suorituskyvyn, mutta turhaan UL94 HB -luokituksen, mikä on vaikuttavaa sovelluksissa, jotka vaativat sammuvaa käyttäytymistä.

FR4 on laajimmin määritelty sähkö- ja elektroniikkaeristyslaatu. Sillä on UL94 V-0 -luokitus ja se pysyy mitoiltaan vakaana 135 °C:ssa. FR4 on oletusvalinta piirilevyn eristykseen, akun erottimiin ja ohjauslevyn asennuslevyihin.

G11 on korkean lämpötilan, erittäin luja laatuluokka, joka on mitoitettu 150 °C:een. Se tarjoaa parhaan taivutuslujuuden, ja sitä käytetään ilmailu- ja jatkuvasti teollisuuden laitteissa, joissa lämmönkistävyys on tärkeämpää kuin palonesto.

FR5 yhdistää G11:n lämpösuorituskyvyn FR4:n palonestokykyyn. Se kestää jatkuvaa käyttöä 170 °C:ssa ja se on säädetty vetoinverttereissä ja suurtehoelektronikassa.

Jatkuva käyttölämpötilavertailu (°C)

G10

105 °C

FR4

135 °C

G11

150 °C

FR5

170 °C

G10-, FR4-, G11- ja FR5-epoksilasikuitulevylaatujen ominaisuusvertailu
Omaisuus	G10	FR4	G11	FR5
Jatkuva lämpötila	105 °C	135 °C	150 °C	170 °C
UL94 luokitus	HB	V-0	HB	V-0
Dielektrinen lujuus	10 kV/mm	12 kV/mm	12 kV/mm	14 kV/mm
Veden imeytyminen	0,50 %	0,30 %	0,40 %	0,30 %
Taivutusvoima	400 MPa	450 MPa	430 MPa	460 MPa

jos G10 edelleen yleisessä halvoissa eristysosissa, FR4 on suurelta osin korvannut sen piirilevyvalaisimissa ja akkukomponenteissa V-0-vaatimuksen vuoksi. G11 ja FR5 on varattu sovelluksiin, joissa lämpö on ensisijainen rajoitus - yleensä ilmailu-, vetoinvertterit tai hitsauslaitteet.

Kuinka valita oikea arvosana

Valitse epoksilasikuitulevylaatu vertaamalla kolmea rajoitusta: jatkuva käyttölämpötila,UL94 syttyvyysvaatimus ja kosteusaltistus.

Aloita jatkuvalla lämpötilalla. Suljetussa tehovastuksilla varmistaa kotelon 110 °C ilman lämpötilaa. Tämä poistaa pakottaa G10:n ja sinua kohti FR4:ää tai korkeampaa.
Tarkista UL94-vaatimus. Kulutuselektroniikka, ajoneuvojen sähköjärjestelmät ja monet teollisuusstandardit sopivat V-0:aa. Vain FR4 ja FR5 sopivat sen.
Harkitse altistumista kosteudelle. FR4 imee 0,30 % vettä 24 tunnin upotuksen jälkeen, G10 imee lähes 0,50 %. Kostea kasvilattia vaatii alhaisempaa imeytymistä.
Painon työstökäyttäytyminen. FR4- ja FR5-lastut ovat hankaavampia kuin G10, joten porausholkkien kuluminen on noin 20 % suurempi. Suunnittele kovametallityökalut.

Litiumakkupakkauksen valmistajan vaihtoi G10:stä FR4:ään lämpötestauksen jälkeen, joka osoitti, että eristyspinta saavutti 145 °C:n 2 °C:n pikalatauksen aikana, mikä ylitti jatkuvan 105 °C:n. FR4-kortti läpäisi saman testin 12 °C:n marginaalilla.

Laadunvalvonta ja käsittely

Epoksilasikuitulevyn tärkeimmät laatumerkit ovat hartsipitoisuuden konsistenssi, huokospitoisuus ja mittapysyvyys koneistuksen jälkeen.

Hyvin tehty epoksilasikangaslaminaatti pitää hartsipitoisuuden ±2 %:n sisällä levyn pinnalla. Poikkeuksellinen hartsin jakautuminen luo paikallisia kuormituspisteitä, epätasaista dielektristä lujuutta ja vääntymistä CNC-jyrsinnän jälkeen. Hartsi-kuitu-suhteella on merkitystä, koska se ohjaa suoraan kerrosten ulkotä sidoslaatua ja materiaalin kykyä kestää lämpökiertoa. Tämä tekninen opas epoksiprepreg-hartsi-kuitusuhteisiin kattaa samat ohjausparametrit prepreg-muodossa.

Kun hankit eristelevyä, tarkista tuotantosäädöt:

Tiheys 185 - 2,0 g/cm³ lasi sopivasta.
Tyhjyyspitoisuus alle 0,5 % korkeajänniteeristeessä. Mikroskooppiset ilmataskut ovat johtavat dielektrisen hajoamisen syy.
Reunojen laatu koneistuksen jälkeen. Delaminaatio tai mikrohalkeamat leikatuissa reunoissa ovat yleisiä vikatila eristyskomponenteissa.

Epoksi hiilikuitu Prepreg Tällä hetkellä 70 % edistyneistä komposiittituotteista on valmistettu prepregeistä, joista pinotaan ja kovetetaan. Prepregit ovat puolivalmiita tuotteita, jotka varastoidaan ja valmistetaan... Näytä tuote →

Dongli New Materialsilla on 32 000 m²:n laitos, jossa on vakiolämpötilaisia työpajoja ja 100 000 luokan puhdastila. Puhdastila-ympäristö auttaa estämään hiukkasten likaantumisen laminaatin pinnalle asennuksen ja puristuksen aikana.

FAQ

Mitä eroa on G10:n ja FR4:n välillä?

G10 on mitoitettu kestämään 105 °C jatkuvaa käyttöä UL94 HB:n syttyvyydellä, kun taas FR4 tukee 135 °C ja sopiva UL94 V-0. Lämpörasituksessa oleville sähkölaitteille FR4 on turvallisempi valinta.

Voidaanko epoksilasikuitulevyjä käyttää ulkona?

Epoksilaminaatit eivät ole UV-stabiileja ja hajoavat pinnalla jatkuvasti suoran auringonvalon vaikutuksesta. Käytä näitä sisätiloissa tai levitä UV-kestävä suojapinnoite.

Mitä FR4 tarkoittaa?

FR4 on lyhenne sanoista Palosuojattu luokka 4 NEMA-järjestelmässä. siinä käytetään epoksihartsia, jossa on bromattuja paloa hidastavia lisäaineita, ja se on PCB-pohjaeristeen vakiomateriaalia.

Mistä tiedän, minkä arvosanan hakemukseni tarvitsee?

Vertaa kolmea numeroa: korkein jatkuva ilman lämpötilaosassa, UL94-vaatimus ja kosteusaltistus. Yhdistä ei sitten arvosanataulukkoon. Materiaalin valmistaja voi näytteille dielektrisen lujuustestin päälle valinnan.