فهم تصنيف قابلية الاشتعال UL 94V-0 للوحات الدوائر المطبوعة (PCBs)

الكلمات المفتاحية: لوحة دوائر مطبوعة 94V-0

UL 94 V-0 هو معيار قابلية الاشتعال لمادة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) المحددة والذي يحدد مقاومتها العالية للهب. يشير هذا التصنيف إلى أن المادة تتوافق مع اختبارات قابلية الاشتعال UL 94V-0 للوحات الدوائر المطبوعة. على وجه التحديد، يعني ذلك أن المادة مصنفة 94V-0 وفقًا للمعيار UL 94 الصادر عن مختبرات أندررايتز.

فيما يتعلق بالمعدات الإلكترونية، مثل المعدات المحمولة ولوحات دوائرها، تعتبر مقاومة اللهب عاملاً بالغ الأهمية يجب مراعاته لتجنب نشوب حريق. تحتفظ جميع المواد الحاصلة على تصنيف 94V-0 بخصائص الاحتراق العمودي وفقًا لإجراءات الاختبار الأكثر اعترافًا بها في معيار UL 94. يغطي هذا المقال جميع المعلومات الضرورية حول ضروريات تصنيفات قابلية اشتعال لوحات الدوائر المطبوعة، وما يتضمنه أو يستلزمه معيار 94V-0، والعوامل المهمة التي يجب مراعاتها عند اختيار اللوحات.

تصنيفات قابلية اشتعال لوحات الدوائر المطبوعة

تشمل المواد البوليمرية المستخدمة اليوم الراتنجات وأقمشة التعزيز وأفلام الربط، والتي تمتلك بطبيعتها درجات مختلفة من القابلية للاشتعال. يوفر توحيد خصائص مقاومة اللهب للوحات الدوائر إمكانية قياس لتوجيه اختيار المواد بأمان.

اختبار قابلية الاشتعال UL 94

تحدد إجراءات الاختبار الصادرة عن مختبرات أندررايتز، وتصنيفات اللهب UL 94، خصائص الاحتراق للمواد البلاستيكية. يتم إخضاعها للاختبار ليتم الحكم على مقاومة الاشتعال وكذلك سلوك الاحتراق.

UL 94 V – اختبار الاحتراق العمودي

UL 94 VTM – طريقة اختبار الاحتراق العمودي للمواد السميكة

V1564 – طريقة اختبار الاحتراق العمودي للمواد الحرارية المتقدمة أو مواد بوليستر أو مواد حرارية أخرى عند مستوى اختبار 5V.

بناءً على النتائج، يتم منح المواد تصنيفات قابلية الاشتعال UL وهي V-0 و V-1 و V-2 مع الإشارة إلى درجات مقاومة الاحتراق المختلفة. يمكن أن تكون هناك أيضًا تسميات إضافية أخرى للمواد، تشمل 5VA و 5VB بموجب معيار الاختبار UL 94 5V.

يعد تقييم الاحتراق العمودي UL 94 V ذا أهمية قصوى، حيث أن فئة V-0 المعتمدة هي 94V-0.

اختبار مخاطر الحريق IEC 60695

توجد مجموعة أخرى من المعايير للمنتجات والمكونات الكهروتقنية مقدمة من سلسلة IEC 60695 الصادرة عن اللجنة الكهروتقنية الدولية والتي تحدد مخاطر الحريق المحتملة. وهذا يشمل:

اقتراح IEC 60695-11-10: اختبار قابلية اشتعال السلك المتوهج

IEC 60695-11-20 – اختبار لهب الإبرة لخصائص المواد المرنة

وبالتالي، لا يسمح UL 94 فقط بتصنيف المواد نسبيًا من حيث القابلية للاشتعال، بل يحدد IEC 60695 مباشرة معايير النجاح/الرسوب للاختبارات. يضمن تقييم هاتين المنهجيتين للاختبار بشكل منفصل نتائج أكثر شمولاً لسلامة لوحات الدوائر المطبوعة من الحريق. بشكل عام، أي مادة تحمل تصنيف 94V-0 تجتاز أيضًا اختبارات IEC 60695.

ما هو تصنيف UL 94V-0

نوع لوحات الدوائر المطبوعة التي تحمل تصنيف 94V-0 هي لوحات دوائر مطبوعة امتثلت لاختبار قابلية الاشتعال UL 94 V ووصلت إلى مستوى التصنيف 'V-0' للاحتراق العمودي. يشير هذا إلى أن اللوحات تتمتع بمقاومة عالية جدًا للحريق مع أوقات إخماد ذاتي أقل من 0.1 ثانية عند اشتعالها.

معيار تصنيف UL 94V-0

يجب أن يكون متوسط زمن الاحتراق أقل من أو يساوي 10 ثوانٍ.

إجمالي زمن الاحتراق ≤ 50 ثانية

غير مسموح بقطرات محترقة

غير مسموح بجسيمات متوهجة

يعود ذلك إلى أن معنى 94V-0 يمثل بعض أصناف مقاومة اللهب الأكثر صرامة بموجب اختبارات الاحتراق العمودي UL 94. وهو يعكس مقاومة عالية للهب من حيث قدرته على الإخماد الذاتي، وعدم التنقيط، وقدرته على مقاومة التوهج أو الشرر.

مزايا استخدام مواد لوحات الدوائر المطبوعة 94V-0

توفر لوحات الدوائر المطبوعة المطابقة لتصنيف 94V-0 تحسينات كبيرة في السلامة وإجراءات الوقاية من الحرائق للأنظمة الإلكترونية:

غير قابل للاشتعال - يستهلك اللهب بسرعة ولا يستمر في الاحتراق عند إزالة مصدر الاشتعال.

خالي من الهالوجين - فعالية في منع تكون الغازات السامة/المسببة للتآكل الناتجة عند الاحتراق.

مقاوم لسلك التوهج - لا يتوهج عند ملامسته للأسلاك الساخنة.

غير قابل للتقطير - يوقف تدفق الجسيمات المنصهرة الملتهبة اللزجة من الهيكل.

لذلك فإن استخدام مادة UL 94V-0 يقلل من فرص الخسائر المتعلقة بالحريق والدخان. هذه الميزات مهمة في المنتجات الاستهلاكية، والإلكترونيات الصناعية، والأجهزة الطبية، وكذلك في أنظمة النقل. كما تتيح درجة مقاومة اللهب العالية لمثل هذه لوحات الدوائر المطبوعة تلبية متطلبات سلامة المستهلك على المنتج النهائي بسهولة.

المواد المستخدمة في صنع لوحة الدوائر المطبوعة 94 V-0

الصفائح الرقائقية المقاومة للهب (FR): تتوفر هذه الصفائح الرقائقية بنواة إيبوكسي أو بولي أميد مدعمة بقماش الزجاج، مما يمكنها من الامتثال لمعايير UL 94V-0 و IEC 60695 باستخدام تركيبات مبرومة. توفر أفضل الحلول لمسائل الأحمال الكهربائية والحرارية والميكانيكية.

الصفائح الرقائقية عالية الحرارة (Hi-Tg) - تجعل راتنجات الإيبوكسي المحسنة التي تتجاوز درجة حرارة الانتقال الزجاجي المنتجات متوافقة مع UL 94 V-0 مع الحفاظ على درجات حرارة تشغيل أعلى من 170 درجة مئوية. وهذا يعني الحاجة إلى مستوى معين من الفهم لعمليات اللحام.

مواد الإيبوكسي المركبة (CEMs) - مواد بديلة لـ FR-4 تعتمد على استخدام تعزيز قماش الألياف الزجاجية غير المنسوج. تتضمن أجزاء فردية حققت تصنيف V-0، ولا يتطلب استخدامها مواد مثبطة للهالوجين. صديقة للبيئة.

يوفر عدد كبير من مصنعي لوحات الدوائر المطبوعة الموثوقين لوحات معتمدة بـ 94V-0، بمواد أساسية مختلفة للوحات الصلبة، والصلبة المرنة، والمرنة، وعالية التردد المصممة لتعظيم مقاومة الحريق. تتطلب الكيمياء الدقيقة للراتنج وكذلك أنسجة النسيج استراتيجيات مبتكرة لتحقيق عدم قابلية الاشتعال بالتقطير بالإضافة إلى أداء عازل وحرارى وميكانيكي كافٍ.

مرة أخرى، يتم تعريف تقنية الإنتاج المعنية على أنها بناء الصفائح الرقائقية لـ 94V-0.

المواد الأساسية، والمواد الأولية، وأفلام الربط التي تشكل تكديس لوحة الدوائر المطبوعة هي التي تحدد تصنيف السلامة من الحريق. القرارات في مجال التصميم هذا مطلوبة للتطبقات الأساسية، وسمك لوحة الدوائر المطبوعة، والتلبيس.

اختيار النوى/المواد الأولية

يجب أن تصنع اللوحة متعددة الطبقات من نوى ومواد أولية وصفائح ربط معتمدة وفقًا لمعايير UL 94V-0. نظرًا لأن المواد الأولية والنوى لا تلبي متطلبات V-0 بشكل فردي، فقد يؤدي ذلك إلى فشل حتى لو كانت طبقات النحاس تلبي أو تقدم نتائج V-0 بشكل منفصل.

جميع الصفائح الرقائقية من مصنع لوحات الدوائر المطبوعة والمصممة بـ UL 94V-0 للحفاظ على التصنيف لجميع الطبقات هي المثالية من وجهة نظر الامتثال.

بناء التكديس

تجنب الهياكل المعقدة إن أمكن، ومن الأفضل بكثير الحفاظ على الإنشاءات متناظرة ومتوازنة. لا تحاول استخدام مجموعة كبيرة ومتنوعة من المواد عبر المقطع العرضي - قد تختلف تصنيفات الحريق بهاوامش كبيرة تسبب الفشل. كما يتم ملاحظة تحدي آخر مع عدد كبير من الواجهات الناتجة عن خلط نوى ومواد أولية بكيمياء مختلفة.

قد يؤدي زيادة سمك اللوحة الإجمالي إلى تحسين مقاومة اللهب، ولكن تحقق للتأكد من أن هذا لا يسبب مشكلة انفصال الطبقات أثناء التلبيس مع الحفاظ على تصنيف UL 94V-0.

أنواع أفلام الربط

بقدر ما تكون فئة مادة FR-4، قد لا تحقق صفائح الربط العادية V-0. لتحقيق بناء 94V-0 دون التأثير على مسألة التلبيس، يتم استخدام أفلام مقاومة للهب تحتوي على حلول خاصة لـ PVB. تم اقتراح العديد منها للحرارة العالية (Tg)، ومتانة الكسر، والالتصاق، وعلم الجريان.

قلل من استخدام أفلام الربط قدر الإمكان. يجب تأكيد عملية البناء للوحات ذات عدد الطبقات العالية التي يتم تصنيفها بـ 94V-0.

الخلاصة

ونتيجة لذلك، أشارت النتائج إلى أن أفضل التقنيات فقط لتصميم سلامة المنتج يمكنها إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة الخالية من العيوب والمتوافقة مع مقاومة الاشتعال 94V-0. إن اختيار المواد المناسبة، وتقييم التكوينات الهيكلية، والتواصل المباشر مع موردي التصنيع يضمن أن المنتج النهائي يحقق أعلى مستويات معدلات مقاومة اللهب وفقًا لمعيار UL 94V.

ونظرًا للاهتمام المتزايد بحماية المستهلك وسلامته الأساسية، إلى جانب مخاطر الحريق المرتبطة بالمنتجات الكهربائية والإلكترونية، فإن ركائز لوحة الدوائر المطبوعة المستخدمة في الأجهزة المذكورة يجب أن تخضع لاختبارات طرف ثالث وفقًا لأعلى معايير عدم الاشتعال. توفر اللوحات المتوافقة مع فئة 94V-0 تحسينات هائلة في إعاقة الحريق، وتخفيف المخاطر، والهروب من التهديد.

يجب اعتبار تطبيق مقاومة نارية فائقة المستوى لتطبيقات بطاقات الدوائر شرطًا أساسيًا عند اختيار خدمة تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة، وذلك لضمان تحقيق أعلى معايير الحماية UL 94V-0 للمنتج النهائي وكذلك للمستهلك.