Объяснение различных марок эпоксидного листа стекловолокна: G10, FR4, G11 и FR5.

Для блока управления аккумуляторной батареей на 400 В лист эпоксидного стекловолокна не является единым материалом: его марка определяет, выдержит ли он 40 000 часов термоциклирования или выйдет из строя в первый месяц.

Лист эпоксидного стекловолокна, также называемый ламинатом из эпоксидной стеклоткани, изготавливается путем укладки слоев тканой стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой, и прессования их под воздействием тепла и давления. В результате получается жесткая изоляционная плита, используемая в литиевых аккумуляторных батареях, электрооборудовании, креплениях для печатных плат и компонентах трансформаторов. Но не все листы работают одинаково. Класс NEMA — G10, ФР4, G11 или ФР5 — определяет систему смол, максимальную постоянную температуру и огнестойкость.

Что определяет марку эпоксидного листа стекловолокна?

Марки листов эпоксидного стекловолокна определяются системой смол, температурой стеклования (Tg), термическим классом и диэлектрическими характеристиками.

Обозначения NEMA, такие как G10 и ФР4, не являются терминами торговой марки. Это стандартизированные рейтинги, которые определяют, как ламинат ведет себя под воздействием тепла, пламени и напряжения. Три параметра, которые имеют наибольшее значение:

Непрерывная рабочая температура

Термический класс устанавливает максимальную температуру, при которой лист может эксплуатироваться неопределенно долго. G10 поддерживает 105°С (класс A), FR4 поддерживает 135°С (класс B), G11 поддерживает 150°С (класс F), а ФР5 поддерживает 170°С (класс F).

Класс воспламеняемости UL94

UL94 измеряет, насколько быстро материал гаснет после воспламенения. FR4 и FR5 имеют рейтинг В-0, что означает, что они самозатухают менее чем за 10 секунд. G10 и G11 имеют только рейтинг полупансион.

Диэлектрическая прочность

Это напряжение, при котором материал разрушается. Высоковольтная изоляция требует значений выше 10 кВ/мм. Чем выше консистенция содержания смолы, тем надежнее диэлектрический путь через лист.

Компания Dongli New Materials производит изоляционные плиты из эпоксидного стекловолокна со строго контролируемым содержанием смолы и контролируемым термическим профилем прессования. Это уменьшает внутренние пустоты, которые могут выступать в качестве путей электрического пробоя в высоковольтных приложениях.

Краткий обзор четырех основных классов

Четырьмя наиболее распространенными марками листов эпоксидного стекловолокна являются G10, FR4, G11 и FR5, каждый из которых стандартизирован для различных температур, огнестойкости и механических требований.

Изоляционная плита из стекловолокна из эпоксидной смолы Дугостойкость: 180 секунд без отслеживания (ASTM D495), указано для высоковольтных распределительных устройств и контакторов. Посмотреть продукт →

G10 и его эквивалент IEC EPGC201 представляют собой марки общего назначения, рассчитанные на непрерывную эксплуатацию при температуре 105°С. Они обладают высокими механическими характеристиками, но имеют только рейтинг UL94 полупансион, что ограничивает их использование в приложениях, требующих самозатухания.

FR4 является наиболее широко используемой маркой для электрической и электронной изоляции. Он имеет рейтинг UL94 V-0 и сохраняет стабильность размеров при температуре 135°С. FR4 является выбором по умолчанию для изоляции печатных плат, сепараторов аккумуляторных батарей и монтажных пластин платы управления.

G11 — это жаропрочная, высокопрочная марка, рассчитанная на температуру 150°С. Он обеспечивает превосходную прочность на изгиб и используется в аэрокосмическом и тяжелом промышленном оборудовании, где термостойкость имеет большее значение, чем огнестойкость.

FR5 сочетает в себе тепловые характеристики G11 с огнестойкостью FR4. Он выдерживает непрерывную работу при температуре 170°С и используется в тяговых инверторах и мощной электронике.

Хотя G10 по-прежнему широко используется в недорогих изоляционных деталях, FR4 в значительной степени заменил его в креплениях для печатных плат и компонентах аккумуляторных блоков из-за требований V-0. G11 и FR5 зарезервированы для применений, где основным ограничением является нагрев – обычно в аэрокосмической отрасли, тяговых инверторах или сварочном оборудовании.

Как выбрать правильный сорт

Выберите марку листа эпоксидного стекловолокна, сравнив три ограничения: постоянная рабочая температура, требования к воспламеняемости UL94 и воздействие влаги.

• Начните с постоянной температуры. Герметичный корпус с силовыми резисторами может легко достигать температуры воздуха 110°C. Это уберет G10 и подтолкнет вас к FR4 или выше.
• Проверьте требования UL94. Бытовая электроника, электрические системы транспортных средств и многие промышленные стандарты требуют V-0. Ему удовлетворяют только FR4 и FR5.
• Учитывайте воздействие влаги. FR4 поглощает 0,30% воды после 24 часов погружения, G10 поглощает почти 0,50%. Влажный пол требует меньшего поглощения.
• Поведение при весовой обработке. Стружка FR4 и FR5 более абразивна, чем G10, поэтому износ втулки сверла примерно на 20% выше. План твердосплавного инструмента.

Контроль качества и обработка

Ключевыми показателями качества листа из эпоксидного стекловолокна являются постоянство содержания смолы, содержание пустот и стабильность размеров после механической обработки.

Качественно изготовленный эпоксидный стеклотканевый ламинат удерживает содержание смолы в пределах ±2% по всей поверхности листа. Несоответствующее спецификации распределение смолы создает локальные горячие точки, неоднородную диэлектрическую прочность и деформацию после фрезерования на станке с ЧПУ. Соотношение смолы и волокна имеет значение, поскольку оно напрямую влияет на качество связи между слоями и способность материала выдерживать термоциклирование. Это техническое руководство по соотношению смолы и волокна эпоксидного препрега. охватывает те же параметры управления в форме препрега.

При покупке изоляционного листа проверьте следующие элементы производственного контроля:

• Плотность от 1,85 до 2,0 г/см³ в зависимости от содержания стекла.
• Содержание пустот ниже 0,5% для высоковольтной изоляции. Микроскопические воздушные карманы являются основной причиной пробоя диэлектрика.
• Качество кромки после обработки. Расслоение или микротрещины на кромках среза являются частым дефектом изоляционных компонентов.

Эпоксидный препрег из углеродного волокна В настоящее время 70% современных композитных изделий изготавливаются из препрегов, которые укладываются и отверждаются. Препреги – это полуфабрикаты, которые хранятся и готовятся после... Посмотреть продукт →

Dongli New Materials управляет объектом площадью 32 000 м² с цехами с постоянной температурой и чистым помещением класса 100 000. Чистая среда помещения помогает предотвратить загрязнение поверхности ламината твердыми частицами во время укладки и прессования.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между G10 и FR4?

G10 рассчитан на непрерывную эксплуатацию при температуре 105°C и соответствует воспламеняемости UL94 HB, а FR4 поддерживает температуру 135°C и соответствует UL94 V-0. Для электрооборудования, испытывающего термическую нагрузку, FR4 является более безопасным выбором.

Можно ли использовать листы эпоксидного стекловолокна на открытом воздухе?

Эпоксидные ламинаты не устойчивы к ультрафиолетовому излучению и разрушаются на поверхности под длительным воздействием прямых солнечных лучей. Используйте их в помещении или нанесите защитное покрытие, устойчивое к ультрафиолетовому излучению.

Что означает FR4?

FR4 означает степень огнестойкости 4 по системе NEMA. В нем используется эпоксидная смола с бромированными огнезащитными добавками, и он является стандартным материалом для изоляции основания печатной платы.

Как узнать, какая оценка нужна моему заявлению?

Сравните три числа: максимальную постоянную температуру воздуха в детали, требования UL94 и воздействие влаги. Затем сопоставьте их с таблицей оценок. Производитель материала может провести испытания образцов на диэлектрическую прочность, чтобы подтвердить свой выбор.