Verständnis der UL 94V-0 Brennbarkeitsklassifizierung für Leiterplatten (Leiterplatten)

Schlüsselwörter: 94V-0 Leiterplatten

UL 94 V-0 ist ein Entflammbarkeitsstandard für spezifisches Leiterplattenmaterial, der dessen hohe Flammhemmung definiert. Diese Einstufung besagt, dass das Material den UL 94V-0-Leiterplatten-Tests auf Entflammbarkeit entspricht. Insbesondere bedeutet dies, dass das Material gemäß dem Standard UL 94 der Underwriters Laboratories die Klassifizierung 94V-0 aufweist.

Bei Elektronikgeräten, beispielsweise tragbaren Geräten wie deren Leiterplatten, ist die Flammbeständigkeit ein sehr wichtiger Faktor, der zur Vermeidung von Feuersbrünsten berücksichtigt werden muss. Alle Materialien, die die 94V-0-Einstufung tragen, erfüllen die vertikale Brenncharakteristik der anerkanntesten Prüfverfahren des UL-94-Standards. Dieses Dokument behandelt alle notwendigen Informationen über die Bedeutung von Leiterplatten-Entflammbarkeitseinstufungen, welche Informationen der 94V-0-Standard beinhaltet oder mit sich bringt, sowie wichtige Faktoren, die bei der Auswahl von Platinen zu berücksichtigen sind.

Leiterplatten-Entflammbarkeitseinstufungen

Zu den polymeren Substanzen gehören heute Harze, Verstärkungsgewebe und Bindefolien, die von Natur aus unterschiedliche Entflammbarkeit aufweisen. Die Standardisierung der flammhemmenden Eigenschaften von Leiterplatten bietet Messbarkeit, um das Material sicher zu führen.

UL 94 Entflammbarkeitstests

Die Prüfverfahren der Underwriters Laboratories, die UL-94-Flammklassifizierungen, definieren die Brenneigenschaften von Kunststoffen. Sie kommen zur Anwendung, um sowohl die Zündbeständigkeit als auch das Brennverhalten beurteilen zu können.

UL 94 V – Vertikaler Brenntest

UL 94 VTM – Prüfverfahren für den vertikalen Brenntest von dicken Materialien

V1564 – Prüfverfahren für den vertikalen Brenntest von fortschrittlichen thermoplastischen Materialien, Polyester oder anderen thermoplastischen Materialien auf einem Prüfniveau von 5V.

Basierend auf den Ergebnissen erhalten Materialien die UL-Entflammbarkeitsklassifizierungen V-0, V-1 und V-2 in Bezug auf die unterschiedliche Brennbeständigkeit. Es kann auch weitere zusätzliche Bezeichnungen für Materialien geben, darunter 5VA und 5VB gemäß dem UL-94-5V-Teststandard.

UL 94 V vertikale Brennbewertungsmaxime mit der V-0-Klasse, akkreditiert als 94V-0.

IEC 60695 Brandgefahrenprüfung

Eine weitere Reihe von Standards für elektrotechnische Produkte und Bauteile wird durch die von der International Electrotechnical Commission herausgegebene IEC-60695-Serie bereitgestellt, die potenzielle Brandgefahren identifiziert. Dazu gehören:

IEC-Vorschlag IEC 60695-11-10: Glühdraht-Entflammbarkeitstest

IEC 60695-11-20 – Nadelflammtest für die Eigenschaften von flexiblen Materialien

Somit ermöglicht UL 94 nicht nur eine relative Einstufung der Materialien hinsichtlich ihrer Entflammbarkeit, sondern IEC 60695 legt direkt Bestehens-/Durchfallkriterien für die Tests fest. Die separate Bewertung dieser beiden Prüfmethodologien gewährleistet umfassendere Ergebnisse zur Brandsicherheit von Leiterplatten. Im Allgemeinen besteht jedes Material mit der 94V-0-Einstufung auch die IEC-60695-Tests.

Was ist die UL-94V-0-Einstufung?

Die Art von Leiterplatten, die 94V-0-Leiterplatten sind, hat den UL-94-V-Entflammbarkeitstest bestanden und das vertikale Brennklassifizierungsniveau 'V-0' erreicht. Dies deutet darauf hin, dass die Platinen eine extrem hohe Feuerbeständigkeit aufweisen, mit Selbstverlöschungszeiten unter 0,1 Sekunden, wenn sie entzündet werden.

UL-94V-0-Einstufungsstandard

Die durchschnittliche Brenndauer muss kleiner oder gleich 10 Sekunden sein.

Gesamtbrenndauer ≤ 50 Sekunden

Keine brennenden Tropfen erlaubt

Keine glühenden Partikel erlaubt

Dies liegt an der Bedeutung von 94V-0, die einige der strengsten Flammklassifizierungen unter den UL-94-Vertikalbrenntests darstellt. Es spiegelt eine hohe Flammhemmung wider, hinsichtlich der Fähigkeit zur Selbstverlöschung, zum Nicht-Tropfen und der Widerstandsfähigkeit gegen Glühen oder Funken.

Vorteile der Verwendung von 94V-0-Leiterplattenmaterialien

Leiterplatten, die der 94V-0-Einstufung entsprechen, bieten erhebliche Sicherheitsverbesserungen und Brandschutzmaßnahmen für Elektroniksysteme:

Nicht brennend - verbraucht Flamme schnell und brennt nicht weiter, wenn die Zündquelle entfernt wird.

Halogenfrei - Wirksamkeit bei der Verhinderung der Bildung von giftigen/korrosiven Gasen, die beim Verbrennen entstehen.

Glühdrahtbeständig - Zeigt kein Glühleuchten bei Kontakt mit heißen Drähten.

Nicht tropfend - Verhindert einen zähflüssigen Strom brennender geschmolzener Partikel von der Struktur.

Daher verringert die Verwendung von UL 94V-0-Material die Wahrscheinlichkeit von Brand- und Rauchschäden. Dies ist wichtig bei Konsumgütern, Industrieelektronik und medizinischen Geräten sowie in Transportsystemen. Der hohe Grad der Flammhemmung ermöglicht es solchen Leiterplatten auch, die Sicherheitsanforderungen der Verbraucher an das Endprodukt leicht zu erfüllen.

Materialien zur Herstellung von 94 V-0 Leiterplatten

Flammhemmende (FR) Laminatmaterialien: Diese Laminatmaterialien sind mit glasfaserverstärkten Epoxid- oder Polyimidkernen erhältlich, die durch bromierte Formulierungen die Konformität mit UL 94V-0 & IEC 60695 Standards gewährleisten. Sie bieten die besten Lösungen für Fragen der elektrischen, thermischen und mechanischen Belastungen.

Hochtemperatur (Hi-Tg) Laminatmaterialien - verbesserte Epoxidharze, die die Glasübergangstemperatur überschreiten, machen die Produkte UL 94 V-0 konform und ermöglichen gleichzeitig höhere Betriebstemperaturen über 170°C. Dies erfordert ein gewisses Verständnis der Lötprozesse.

Verbundepoxidmaterialien (CEMs) - FR-4-Ersatzmaterial auf Basis von Verstärkung mit Vliesglasfasergewebe. Enthält Einzelteile, die eine V-0-Einstufung erreicht haben und deren Verwendung keine halogenierten Flammschutzmittel erfordert. Umweltfreundlich.

Eine große Anzahl zuverlässiger Leiterplattenhersteller bietet 94V-0-zertifizierte Materialien mit verschiedenen Basismaterialien für starre, starr-flexible, flexible und Hochfrequenz-Leiterplatten an, die für maximale Feuerbeständigkeit ausgelegt sind. Die genaue Harzchemie sowie die Webstile erfordern innovative Strategien, um nicht tropfende Entflammbarkeit sowie ausreichende dielektrische, thermische und mechanische Leistung zu erreichen.

Wiederum wird die beteiligte Produktionstechnik als Laminatkonstruktion für 94V-0 identifiziert.

Basismaterialien, Prepregs und Klebefilme, die den Leiterplattenaufbau bilden, bestimmen die Brandsicherheitsbewertung. Entscheidungen in diesem Konstruktionsbereich sind für Kernschichtung, Leiterplattendicke und Laminierung erforderlich.

Auswahl von Kernen/Prepregs

Eine Mehrlagenplatte sollte aus Kernen, Prepregs und Klebeschichten bestehen, die nach den UL 94V-0 Standards zertifiziert sind. Da Prepregs und Kerne einzeln nicht die V-0-Anforderungen erfüllen, kann dies zu Ausfällen führen, selbst wenn die Kupferschichten separat V-0-Ergebnisse erfüllen oder bieten.

Alle Laminatmaterialien eines Leiterplattenherstellers, die UL 94V-0 ausgelegt sind, um die Einstufung für alle Schichten zu halten, sind aus Compliance-Sicht ideal.

Aufbaukonstruktion

Vermeiden Sie nach Möglichkeit komplexe Strukturen, und es ist viel besser, die Konstruktionen symmetrisch und ausgewogen zu halten. Versuchen Sie nicht, eine große Vielfalt von Materialien im Querschnitt zu verwenden - die Brandschutzklassen können stark variieren und zu Ausfällen führen. Eine weitere Herausforderung ergibt sich aus der hohen Anzahl von Grenzflächen durch gemischte Kerne und Prepregs mit unterschiedlicher Chemie.

Eine Erhöhung der Gesamtplattendicke kann die Flammbeständigkeit verbessern, aber prüfen Sie, ob dies nicht zu Delaminierungsproblemen während der Laminierung führt, während die UL 94V-0-Einstufung beibehalten wird.

Arten von Klebefilmen

Ebenso wie die FR-4-Materialklasse können reguläre Klebeschichten möglicherweise nicht V-0 erreichen. Um eine 94V-0-Konstruktion zu erreichen, ohne das Problem der Laminierung zu beeinträchtigen, werden flammhemmende Filme verwendet, die spezielle Lösungen für PVB enthalten. Zahlreiche wurden für hohe Tg, Bruchzähigkeit, Haftung und Rheologie vorgeschlagen.

Begrenzen Sie die Verwendung von Klebefilmen so weit wie möglich. Der Konstruktionsprozess muss für Leiterplatten mit hoher Schichtzahl, die mit 94V-0 bewertet werden, bestätigt werden.

Schlussfolgerung

Folglich zeigte es, dass nur die besten Techniken zur Produktsicherheitsgestaltung haselfreie Leiterplatten mit 94V-0 Brennbarkeitskonformität hervorbringen können. Die Auswahl geeigneter Materialien, die Bewertung von Konstruktionsformationen und der direkte Austausch mit den Fertigungsanbietern garantieren, dass das Endprodukt die höchsten Flammenwiderstandswerte gemäß UL 94V erreicht.

Aufgrund der gestiegenen Bedenken hinsichtlich Verbraucherschutz und der essentiellen Verbrauchersicherheit, gepaart mit den Brandrisiken im Zusammenhang mit elektrischen und elektronischen Produkten, müssen die in diesen Geräten verwendeten Leiterplattensubstrate Tests durch unabhängige Dritte nach den höchsten nichtbrennbaren Standards durchlaufen. Leiterplatten, die der Klasse 94V-0 entsprechen, bieten erhebliche Verbesserungen bei der Brandverzögerung, Risikominderung und Gefahrenabwehr.

Die Anwendung eines überlegenen Flammklassen-Feuerwiderstands auf Leiterplattenanwendungen sollte als grundlegende Voraussetzung bei der Auswahl des Leiterplattenfertigungsdienstes betrachtet werden, um sowohl für das Endprodukt als auch für den Verbraucher den höchsten Schutzstandard UL 94V-0 zu gewährleisten.