درجات مختلف ورق فایبرگلاس اپوکسی توضیح داده شده: G10، FR4، G11 و FR5

برای جعبه کنترل بسته باتری 400 ولت، ورق فایبرگلاس اپوکسی یک ماده واحد نیست - درجه آن تعیین می کند که آیا 40000 ساعت چرخه حرارتی دوام می آورد یا در ماه اول خراب می شود.

ورق فایبر گلاس اپوکسی که به آن لمینت پارچه شیشه ای اپوکسی نیز می گویند، از روی هم قرار دادن لایه های پارچه فایبر گلاس بافته شده آغشته به رزین اپوکسی و فشار دادن آنها تحت حرارت و فشار ساخته می شود. نتیجه یک تخته عایق سفت و سخت است که در بسته های باتری لیتیومی، تجهیزات الکتریکی، تجهیزات PCB و اجزای ترانسفورماتور استفاده می شود. اما هر برگه یکسان عمل نمی کند. درجه NEMA - G10، FR4، G11، یا FR5 - سیستم رزین، حداکثر دمای مداوم و تاخیر در شعله را تعریف می کند.

چه چیزی درجه ورق فایبرگلاس اپوکسی را تعریف می کند؟

نمرات ورق فایبرگلاس اپوکسی با سیستم رزین، دمای انتقال شیشه (Tg)، کلاس حرارتی و عملکرد دی الکتریک تعریف می شود.

نام‌های NEMA مانند G10 و FR4 اصطلاحات برند نیستند. آنها رتبه بندی های استاندارد شده ای هستند که نحوه رفتار لمینت تحت گرما، شعله و تنش ولتاژ را مشخص می کنند. سه پارامتری که بیشترین اهمیت را دارند:

دمای عملیاتی مداوم

کلاس حرارتی حداکثر دمایی را تنظیم می کند که ورق می تواند به طور نامحدود در آن کار کند. G10 از 105 درجه سانتی گراد (کلاس A)، FR4 از 135 درجه سانتی گراد (کلاس B)، G11 از 150 درجه سانتی گراد (کلاس F) و FR5 از 170 درجه سانتی گراد (کلاس F) پشتیبانی می کند.

درجه اشتعال پذیری UL94

UL94 سرعت خاموش شدن یک ماده پس از احتراق را اندازه گیری می کند. FR4 و FR5 دارای رتبه V-0 هستند، به این معنی که در کمتر از 10 ثانیه خاموش می شوند. G10 و G11 فقط دارای رتبه HB هستند.

قدرت دی الکتریک

این ولتاژی است که در آن مواد شکسته می شود. عایق ولتاژ بالا به مقادیر بالای 10 کیلوولت بر میلی متر نیاز دارد. هرچه قوام محتوای رزین بیشتر باشد، مسیر دی الکتریک در سراسر ورق قابل اطمینان تر است.

در Dongli New Materials، تخته عایق فیبر شیشه ای اپوکسی با محتوای رزین به شدت کنترل شده و مشخصات حرارتی تحت فشار تولید می شود. این باعث کاهش حفره های داخلی می شود که می توانند به عنوان مسیرهای شکست الکتریکی در کاربردهای ولتاژ بالا عمل کنند.

چهار درجه اصلی در یک نگاه

چهار نوع متداول ورق فایبرگلاس اپوکسی G10، FR4، G11 و FR5 هستند که هر کدام با شرایط دمایی، مقاوم در برابر شعله و مکانیکی متفاوت استاندارد شده اند.

صفحه عایق الیاف شیشه رزین اپوکسی مقاومت قوس: 180 ثانیه بدون ردیابی (ASTM D495)، مشخص شده برای تابلو و کنتاکتورهای ولتاژ بالا. مشاهده محصول →

G10 و معادل IEC آن EPGC201 درجه های همه منظوره هستند که برای سرویس مداوم 105 درجه سانتیگراد رتبه بندی شده اند. آنها عملکرد مکانیکی قوی را ارائه می دهند اما فقط دارای رتبه UL94 HB هستند که آنها را در کاربردهایی که نیاز به رفتار خود خاموش شونده دارند محدود می کند.

FR4 گسترده ترین درجه مشخص شده برای عایق الکتریکی و الکترونیکی است. دارای درجه بندی UL94 V-0 است و از نظر ابعادی در دمای 135 درجه سانتیگراد ثابت می ماند. FR4 انتخاب پیش‌فرض برای عایق PCB، جداکننده‌های بسته باتری و صفحات نصب برد کنترل است.

G11 درجه حرارت بالا، درجه مقاومت بالا برای 150 درجه سانتیگراد است. این استحکام خمشی فوق العاده ای ارائه می دهد و در تجهیزات هوافضا و صنعتی سنگین استفاده می شود که در آن مقاومت حرارتی بیش از بازدارندگی شعله اهمیت دارد.

FR5 عملکرد حرارتی G11 را با مقاومت در برابر شعله FR4 ترکیب می کند. عملکرد مداوم در دمای 170 درجه سانتیگراد را تحمل می کند و در اینورترهای کششی و الکترونیک پرقدرت مشخص شده است.

در حالی که G10 هنوز در قطعات عایق کم هزینه رایج است، FR4 به دلیل نیاز V-0 تا حد زیادی جایگزین آن در تجهیزات PCB و قطعات بسته باتری شده است. G11 و FR5 برای کاربردهایی که گرما محدودیت اصلی است - معمولاً هوافضا، اینورترهای کششی یا تجهیزات جوشکاری رزرو شده اند.

نحوه انتخاب نمره مناسب

درجه ورق فایبرگلاس اپوکسی را با مقایسه سه محدودیت انتخاب کنید: دمای کار مداوم، نیاز اشتعال پذیری UL94 و قرار گرفتن در معرض رطوبت.

• با دمای مداوم شروع کنید. یک محفظه مهر و موم شده با مقاومت های قدرت می تواند به راحتی به دمای هوا 110 درجه سانتیگراد برسد. که G10 را حذف می کند و شما را به سمت FR4 یا بالاتر مجبور می کند.
• الزامات UL94 را بررسی کنید. لوازم الکترونیکی مصرفی، سیستم های الکتریکی خودرو و بسیاری از استانداردهای صنعتی V-0 را الزامی می کنند. فقط FR4 و FR5 آن را برآورده می کند.
• قرار گرفتن در معرض رطوبت را در نظر بگیرید. FR4 پس از 24 ساعت غوطه وری 0.30٪ آب را جذب می کند، G10 نزدیک به 0.50٪ را جذب می کند. یک کف گیاهی مرطوب نیاز به جذب کمتر دارد.
• رفتار ماشینکاری وزن تراشه های FR4 و FR5 ساینده تر از G10 هستند، بنابراین سایش بوش مته حدود 20٪ بیشتر است. برای ابزار کاربید برنامه ریزی کنید.

کنترل کیفیت و پردازش

نشانگرهای کیفیت کلیدی برای ورق فایبرگلاس اپوکسی، قوام محتوای رزین، محتوای خالی و پایداری ابعادی پس از ماشینکاری است.

یک لمینت پارچه ای شیشه ای اپوکسی که به خوبی ساخته شده است، محتوای رزین را در سطح ± 2٪ در سراسر سطح ورق نگه می دارد. توزیع رزین خارج از مشخصات باعث ایجاد نقاط داغ محلی، استحکام دی الکتریک غیریکنواخت و تاب برداشتن پس از آسیاب CNC می شود. نسبت رزین به فیبر اهمیت دارد زیرا مستقیماً کیفیت پیوند بین لایه‌ها و توانایی ماده برای مقاومت در برابر چرخه حرارتی را کنترل می‌کند. این راهنمای فنی برای نسبت رزین به فیبر پیش‌آب اپوکسی پارامترهای کنترلی یکسانی را در قالب prepreg پوشش می دهد.

هنگام تهیه ورق عایق، این کنترل های تولید را بررسی کنید:

• چگالی بین 1.85 تا 2.0 g/cm³ بسته به محتوای شیشه.
• محتوای خالی کمتر از 0.5٪ برای عایق ولتاژ بالا. حباب های هوای میکروسکوپی عامل اصلی خرابی دی الکتریک هستند.
• کیفیت لبه بعد از ماشین کاری لایه لایه شدن یا ریزترک روی لبه های برش خورده یک حالت شکست رایج در اجزای عایق است.

پیش آماده سازی فیبر کربن اپوکسی در حال حاضر، 70 درصد محصولات کامپوزیت پیشرفته از پیش آغشته‌سازی‌هایی ساخته می‌شوند که روی هم چیده شده و پخته می‌شوند. پره‌آب‌ها محصولات نیمه‌تمامی هستند که پس از ذخیره‌سازی و آماده‌سازی... مشاهده محصول →

Dongli New Materials یک تأسیسات 32000 متر مربعی با کارگاه های با دمای ثابت و یک اتاق تمیز با 100000 کلاس راه اندازی می کند. محیط اتاق تمیز به جلوگیری از آلودگی ذرات روی سطح لمینت در حین چیدمان و پرس کمک می کند.

سوالات متداول

تفاوت بین G10 و FR4 چیست؟

G10 برای سرویس مداوم 105 درجه سانتی گراد با قابلیت اشتعال UL94 HB رتبه بندی شده است، در حالی که FR4 از دمای 135 درجه سانتی گراد پشتیبانی می کند و مطابق با UL94 V-0 است. برای تجهیزات الکتریکی تحت تنش حرارتی، FR4 انتخاب مطمئن تری است.

آیا می توان از ورق های فایبرگلاس اپوکسی در فضای باز استفاده کرد؟

لمینت های اپوکسی در برابر اشعه ماوراء بنفش پایدار نیستند و پس از تابش طولانی مدت نور مستقیم خورشید در سطح تخریب می شوند. از آنها در داخل خانه استفاده کنید یا از یک پوشش محافظ مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش استفاده کنید.

FR4 مخفف چیست؟

FR4 مخفف Flame Retardant درجه 4 در سیستم NEMA است. از رزین اپوکسی با افزودنی های ضد شعله برومه استفاده می کند و ماده استاندارد برای عایق پایه PCB است.

چگونه بفهمم درخواست من به کدام درجه نیاز دارد؟

سه عدد را با هم مقایسه کنید: بالاترین دمای هوای پیوسته در قطعه، نیاز به UL94 و قرار گرفتن در معرض رطوبت. سپس آنها را با جدول نمره مطابقت دهید. یک تولید کننده مواد می تواند تست های مقاومت دی الکتریک را روی نمونه ها انجام دهد تا انتخاب را تایید کند.