شرح الدرجات المختلفة لألواح الألياف الزجاجية الإيبوكسي: G10، FR4، G11 وFR5

بالنسبة لصندوق التحكم في حزمة بطارية 400 فولت، فإن لوح الألياف الزجاجية الإيبوكسي ليس مادة واحدة - حيث تحدد درجته ما إذا كان سيصمد أمام 40000 ساعة من التدوير الحراري أو يفشل في الشهر الأول.

يتم تصنيع صفائح الألياف الزجاجية الإيبوكسي، والتي تسمى أيضًا صفائح القماش الزجاجية الإيبوكسي، عن طريق تكديس طبقات من قماش الألياف الزجاجية المنسوجة المشربة براتنج الإيبوكسي والضغط عليها تحت الحرارة والضغط. والنتيجة هي لوح عازل صلب يستخدم في حزم بطاريات الليثيوم، والمعدات الكهربائية، وتركيبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ومكونات المحولات. ولكن ليس كل ورقة تؤدي نفس الأداء. تحدد درجة NEMA - G10 أو FR4 أو G11 أو FR5 - نظام الراتنج والحد الأقصى لدرجة الحرارة المستمرة وتثبيط اللهب.

ما الذي يحدد درجة صفائح الألياف الزجاجية الإيبوكسي؟

يتم تحديد درجات صفائح الألياف الزجاجية الإيبوكسي من خلال نظام الراتنج، ودرجة حرارة انتقال الزجاج (Tg)، والطبقة الحرارية، والأداء العازل.

إن تسميات NEMA مثل G10 وFR4 ليست مصطلحات تجارية. وهي عبارة عن تقييمات موحدة تحدد كيفية تصرف الطبقة الرقيقة تحت ضغط الحرارة واللهب والجهد. المعلمات الثلاث الأكثر أهمية:

درجة حرارة التشغيل المستمر

تحدد الفئة الحرارية الحد الأقصى لدرجة الحرارة التي يمكن أن تعمل بها الورقة إلى أجل غير مسمى. يدعم G10 105 درجة مئوية (الفئة أ)، ويدعم FR4 135 درجة مئوية (الفئة ب)، ويدعم G11 150 درجة مئوية (الفئة F)، ويدعم FR5 170 درجة مئوية (الفئة F).

تصنيف القابلية للاشتعال UL94

يقيس UL94 مدى سرعة إطفاء المادة بعد الاشتعال. تحمل FR4 وFR5 تصنيف V-0، مما يعني أنها تنطفئ ذاتيًا في أقل من 10 ثوانٍ. G10 وG11 تم تصنيفهما بـ غ.ب فقط.

قوة عازلة

هذا هو الجهد الذي تنهار عنده المادة. يتطلب عزل الجهد العالي قيمًا أعلى من 10 كيلو فولت/مم. كلما زاد اتساق محتوى الراتينج، كلما كان مسار العزل الكهربائي عبر الورقة أكثر موثوقية.

في شركة Dongli New Materials، يتم تصنيع الألواح العازلة من ألياف الزجاج الإيبوكسي بمحتوى راتينج متحكم فيه بإحكام وشكل حراري للضغط مراقب. وهذا يقلل من الفراغات الداخلية التي يمكن أن تكون بمثابة مسارات انهيار كهربائي في التطبيقات ذات الجهد العالي.

الدرجات الأربع الرئيسية في لمحة

الدرجات الأربعة الأكثر شيوعًا لألواح الألياف الزجاجية الإيبوكسي هي G10، FR4، G11، وFR5، كل منها موحد لدرجات حرارة مختلفة، ومثبطات اللهب، والمتطلبات الميكانيكية.

لوح عزل من الألياف الزجاجية من راتنجات الإيبوكسي مقاومة القوس: 180 ثانية دون تتبع (ASTM D495)، مخصصة للمفاتيح الكهربائية والموصلات ذات الجهد العالي. عرض المنتج →

G10 وما يعادلها من IEC EPGC201 عبارة عن درجات للأغراض العامة مصنفة للخدمة المستمرة عند 105 درجة مئوية. إنها توفر أداءً ميكانيكيًا قويًا ولكن فقط بتصنيف UL94 غ.ب، مما يحد منها في التطبيقات التي تتطلب سلوك الإطفاء الذاتي.

FR4 هي الدرجة الأكثر تحديدًا على نطاق واسع للعزل الكهربائي والإلكتروني. إنه يحمل تصنيف UL94 V-0 ويظل مستقرًا الأبعاد عند 135 درجة مئوية. FR4 هو الاختيار الافتراضي لعزل ثنائي الفينيل متعدد الكلور، وفواصل حزمة البطارية، ولوحات تثبيت لوحة التحكم.

G11 عبارة عن درجة حرارة عالية وقوة عالية تصل إلى 150 درجة مئوية. إنه يوفر قوة انثناء فائقة ويستخدم في معدات الطيران والصناعات الثقيلة حيث تكون مقاومة الحرارة أكثر أهمية من تثبيط اللهب.

يجمع FR5 بين الأداء الحراري لـ G11 وتثبيط اللهب لـ FR4. إنه يتحمل التشغيل المستمر عند 170 درجة مئوية وهو محدد في محولات الجر والإلكترونيات عالية الطاقة.

في حين أن G10 لا يزال شائعًا في الأجزاء العازلة منخفضة التكلفة، فقد حل FR4 محله إلى حد كبير في تركيبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومكونات حزمة البطارية بسبب متطلبات V-0. يتم حجز G11 وFR5 للتطبيقات التي تكون فيها الحرارة هي العائق الأساسي - عادةً الفضاء الجوي أو محولات الجر أو معدات اللحام.

كيفية اختيار الدرجة المناسبة

اختر درجة صفائح الألياف الزجاجية الإيبوكسي من خلال مقارنة القيود الثلاثة: درجة حرارة التشغيل المستمرة، ومتطلبات القابلية للاشتعال UL94، والتعرض للرطوبة.

• ابدأ بدرجة الحرارة المستمرة. يمكن أن تصل درجة حرارة الهواء المغلقة بسهولة بمقاومات الطاقة إلى 110 درجة مئوية. يؤدي ذلك إلى إزالة G10 ويجبرك على FR4 أو أعلى.
• تحقق من متطلبات UL94. الإلكترونيات الاستهلاكية والأنظمة الكهربائية للمركبات والعديد من المعايير الصناعية تفرض V-0. فقط FR4 و FR5 يرضيان بذلك.
• فكر في التعرض للرطوبة. يمتص FR4 0.30% من الماء بعد 24 ساعة من الغمر، ويمتص G10 ما يقرب من 0.50%. تتطلب أرضية النبات الرطبة امتصاصًا أقل.
• سلوك معالجة الوزن. تعد رقائق FR4 وFR5 أكثر كشطًا من G10، لذا فإن تآكل جلبة الحفر يزيد بنسبة 20% تقريبًا. خطة لأدوات كربيد.

مراقبة الجودة والمعالجة

علامات الجودة الرئيسية لألواح الألياف الزجاجية الإيبوكسي هي اتساق محتوى الراتنج، ومحتوى الفراغ، وثبات الأبعاد بعد التشغيل الآلي.

تحتوي صفائح القماش المصنوعة من زجاج الإيبوكسي جيدة الصنع على محتوى من الراتنج بنسبة ±2% عبر سطح الورقة. يؤدي توزيع الراتنج خارج المواصفات إلى إنشاء نقاط اتصال محلية، وقوة عازلة غير موحدة، وتزييفها بعد الطحن باستخدام الحاسب الآلي. تعتبر نسبة الراتنج إلى الألياف مهمة لأنها تتحكم بشكل مباشر في جودة الرابطة بين الطبقات وقدرة المادة على تحمل التدوير الحراري. هذا الدليل الفني لنسب الراتنج إلى الألياف قبل الايبوكسي يغطي نفس معلمات التحكم في نموذج التقوية المسبقة.

عند شراء ألواح العزل، تحقق من ضوابط الإنتاج التالية:

• كثافة تتراوح بين 1.85 و2.0 جم/سم3 حسب محتوى الزجاج.
• محتوى الفراغ أقل من 0.5% لعزل الجهد العالي. الجيوب الهوائية المجهرية هي السبب الرئيسي لانهيار العزل الكهربائي.
• جودة الحافة بعد التصنيع. يعد التصفيح أو الشقوق الصغيرة على الحواف المقطوعة من أوضاع الفشل الشائعة في مكونات العزل.

إيبوكسي ألياف الكربون التمهيدي في الوقت الحالي، 70% من المنتجات المركبة المتقدمة مصنوعة من مواد مسبقة التجهيز يتم تكديسها ومعالجتها. إن عمليات التقوية المسبقة عبارة عن منتجات نصف نهائية يتم تخزينها وتحضيرها بعد... عرض المنتج →

تقوم شركة Dongli New Materials بتشغيل منشأة بمساحة 32,000 متر مربع مع ورش عمل ذات درجة حرارة ثابتة وغرفة نظيفة ذات 100,000 فئة. تساعد بيئة غرف الأبحاث على منع تلوث الجسيمات على السطح الرقائقي أثناء وضع الكرة والضغط.

الأسئلة الشائعة

ما هو الفرق بين G10 و FR4؟

تم تصنيف G10 للخدمة المستمرة عند 105 درجة مئوية مع قابلية الاشتعال UL94 HB، بينما يدعم FR4 135 درجة مئوية ويتوافق مع UL94 V-0. بالنسبة للمعدات الكهربائية التي تتعرض للضغط الحراري، فإن FR4 هو الخيار الأكثر أمانًا.

هل يمكن استخدام صفائح الألياف الزجاجية الإيبوكسي في الهواء الطلق؟

شرائح الإيبوكسي ليست مقاومة للأشعة فوق البنفسجية وسوف تتحلل على السطح بعد التعرض لأشعة الشمس المباشرة لفترة طويلة. استخدمها في الداخل أو قم بتطبيق طبقة واقية مقاومة للأشعة فوق البنفسجية.

ماذا يعني FR4؟

يرمز FR4 إلى مثبطات اللهب من الدرجة 4 في نظام NEMA. إنها تستخدم راتنجات الإيبوكسي مع إضافات مثبطة للهب مبرومة وهي المادة القياسية لعزل قاعدة ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

كيف أعرف الدرجة التي يحتاجها طلبي؟

قارن بين ثلاثة أرقام: أعلى درجة حرارة هواء مستمرة لديك في الجزء، ومتطلبات UL94، والتعرض للرطوبة. ثم قم بمطابقتها مع جدول الدرجات. يمكن لمصنع المواد إجراء اختبارات قوة العزل الكهربائي على العينات لتأكيد الاختيار.