Comprensión de la Clasificación de Inflamabilidad UL 94V-0 para Placas de Circuito Impreso (PCB)

Palabras clave: PCB 94V-0

UL 94 V-0 es un estándar de inflamabilidad para materiales específicos de placas de circuito impreso (PCB) que define su alta resistencia a las llamas. Esta clasificación indica que el material corresponde a las pruebas de inflamabilidad UL 94V-0 para PCB. En concreto, significa que el material es 94V-0 según el estándar UL 94 de Underwriters Laboratories.

En lo que respecta al equipo electrónico, por ejemplo, equipos portátiles como sus placas de circuito, la resistencia al fuego es un factor muy importante que debe considerarse para evitar incendios. Todos los materiales que ostentan la clasificación 94V-0 mantienen la característica de combustión vertical de los procedimientos de prueba más reconocidos del estándar UL 94. Este documento cubre toda la información necesaria sobre los imperativos de las clasificaciones de inflamabilidad de las PCB, qué información incluye o conlleva el estándar 94V-0 y los factores importantes a considerar al elegir placas.

Clasificaciones de Inflamabilidad de PCB

Las inclusiones de sustancias poliméricas actuales son resinas, telas de refuerzo y películas adhesivas, que por su característica inherente poseen diferente inflamabilidad. Estandarizar las propiedades ignífugas de las placas de circuito ofrece una medibilidad para guiar de forma segura la elección del material.

Pruebas de Inflamabilidad UL 94

Los procedimientos de prueba de Underwriters Laboratories, las clasificaciones de llama UL 94, definen las características de combustión de las sustancias plásticas. Se someten a prueba para que se pueda juzgar la resistencia a la ignición así como la característica de combustión.

UL 94 V – prueba de combustión vertical

UL 94 VTM – Método de prueba para prueba de combustión vertical de materiales gruesos

V1564 – Método de prueba para prueba de combustión vertical de materiales termoplásticos avanzados de poliéster u otros materiales termoplásticos en un nivel de prueba de 5V.

A partir de los resultados, a los materiales se les asignan clasificaciones de inflamabilidad UL de V-0, V-1 y V-2 con referencia a la variada resistencia a la combustión. También puede haber otras designaciones adicionales para los materiales, que incluyen 5VA y 5VB bajo el estándar de prueba UL 94 5V.

Máxima de evaluación de combustión vertical UL 94 V con la clase V-0 acreditada 94V-0.

Pruebas de Peligro de Incendio IEC 60695

Otra serie de estándares para productos y componentes electrotécnicos es proporcionada por la serie IEC 60695 emitida por la Comisión Electrotécnica Internacional, que identifica peligros potenciales de incendio. Esto incluye:

Propuesta IEC 60695-11-10: Prueba de inflamabilidad por alambre incandescente

IEC 60695-11-20 – Prueba de llama de aguja para características de material flexible

Por lo tanto, UL 94 no solo permite una clasificación relativa de los materiales en términos de inflamabilidad, sino que IEC 60695 especifica directamente criterios de aprobado/reprobado para las pruebas. Evaluar por separado estas dos metodologías de prueba asegura resultados más integrales de la seguridad contra incendios de las PCB. Generalmente, cualquier material que tenga la clasificación 94V-0 también pasa las pruebas IEC 60695.

Qué es la Clasificación UL 94V-0

El tipo de PCB que son placas de circuito impreso 94V-0 han cumplido con la prueba de inflamabilidad UL 94 V alcanzando el nivel de clasificación de combustión vertical 'V-0'. Esto sugiere que las placas tienen una resistencia al fuego extremadamente alta con tiempos de autoextinción inferiores a 0.1 segundos cuando se encienden.

Estándar de Clasificación UL 94V-0

El tiempo promedio de combustión debe ser menor o igual a 10 segundos.

Tiempo total de combustión ≤ 50 segundos

No se permiten gotas ardientes

No se permiten partículas incandescentes

Esto se debe a que el significado de 94V-0 representa algunas de las clasificaciones de llama más estrictas bajo las pruebas de combustión vertical UL 94. Refleja una alta resistencia a las llamas en términos de su capacidad para autoextinguirse, no gotear y su capacidad para resistir el brillo o las chispas.

Ventajas de usar Materiales de PCB 94V-0

Las placas de circuito impreso compatibles con la clasificación 94V-0 proporcionan mejoras sustanciales en seguridad y medidas de prevención de incendios para sistemas electrónicos:

No inflamable: consume rápidamente la llama y no continúa ardiendo cuando se retira la fuente de ignición.

Libre de halógenos: eficacia para prevenir la formación de gases tóxicos/corrosivos producidos durante la combustión.

Resistente al hilo incandescente: carece de incandescencia al entrar en contacto con hilos calientes.

No goteante: evita que se desprenda del material una corriente viscosa de partículas fundidas en llamas.

Por lo tanto, el uso de material UL 94V-0 reduce las posibilidades de pérdidas relacionadas con incendios y humo. Esto es importante en productos de consumo, electrónica industrial y dispositivos médicos, así como en sistemas de transporte. El alto grado de resistencia a la llama también permite que estas placas de circuito impreso cumplan fácilmente con los requisitos de seguridad del consumidor en el producto final.

Materiales utilizados en la fabricación de placas de circuito impreso 94 V-0

Laminados ignífugos (FR): Estos laminados están disponibles con núcleos de epoxi o poliimida reforzados con tela de vidrio que logran el cumplimiento de los estándares UL 94V-0 e IEC 60695 mediante el uso de formulaciones bromadas. Proporcionan las mejores soluciones para cuestiones de cargas eléctricas, térmicas y mecánicas.

Laminados de alta temperatura (Hi-Tg): las resinas epoxi mejoradas que superan la temperatura de transición vítrea hacen que los productos cumplan con UL 94 V-0, al tiempo que tienen temperaturas de operación superiores a 170°C. Esto implica tener un cierto nivel de comprensión de los procesos de soldadura.

Materiales de epoxi compuestos (CEM): material de reemplazo para FR-4 basado en el uso de refuerzo de tela de fibra de vidrio no tejida. Incluye componentes individuales que han logrado una clasificación V-0, cuyo uso no requiere retardantes de llama halogenados. Respetuoso con el medio ambiente.

Un gran número de fabricantes fiables de PCB ofrecen certificación 94V-0, con diferentes materiales base para placas rígidas, rígido-flexibles, flexibles y de alta frecuencia, diseñadas para maximizar la resistencia al fuego. La química exacta de la resina, así como los estilos de tejido, requieren estrategias innovadoras para lograr una inflamabilidad sin goteo, así como un rendimiento dieléctrico, térmico y mecánico adecuado.

Una vez más, la técnica de producción implicada se identifica como Construcción por Laminación para 94V-0.

Los materiales base, los prepregs y las películas adhesivas que constituyen el apilado de la placa de circuito impreso determinan la clasificación de seguridad contra incendios. En este dominio de diseño se requieren decisiones para el estratificado del núcleo, el grosor del PCB y la laminación.

Selección de Núcleos/Prepregs

Una placa multicapa debe estar hecha de núcleos, prepregs y láminas de unión que hayan sido certificados según los estándares UL 94V-0. Dado que los prepregs y núcleos no cumplen individualmente con los requisitos V-0, pueden conducir a fallos incluso si las capas de cobre cumplen u ofrecen resultados V-0 por separado.

Todos los laminados del fabricante de PCB que tienen UL 94V-0, diseñados para mantener la clasificación en todas las capas, son ideales desde el punto de vista del cumplimiento.

Construcción del Apilado

Evite estructuras complejas si es posible y es mucho mejor mantener construcciones simétricas y equilibradas. No intente utilizar una gran variedad de materiales a través de la sección transversal; las clasificaciones de fuego pueden variar ampliamente, causando fallos. También se observa otro desafío con un alto número de interfaces provenientes de núcleos mixtos y prepregs con diferente química.

Aumentar el grosor total de la placa puede mejorar la resistencia a la llama, pero verifique que esto no introduzca problemas de deslaminación durante la laminación mientras se mantiene la clasificación UL 94V-0.

Tipos de Película Adhesiva

Por mucho que sea la clase de material FR-4, las láminas de unión regulares pueden no alcanzar V-0. Para lograr una construcción 94V-0 sin afectar el problema de la laminación, se utilizan películas retardantes de llama que contienen soluciones particulares para el PVB. Se han propuesto numerosas para alta Tg, tenacidad a la fractura, adhesión y reología.

Limite el uso de películas adhesivas tanto como sea posible. El proceso de construcción debe confirmarse para placas con alto número de capas que están siendo clasificadas como 94V-0.

Conclusión

Como resultado, indicó que solo las mejores técnicas para diseñar la seguridad del producto pueden producir placas de circuito impreso libres de defectos con conformidad de inflamabilidad 94V-0. Elegir los materiales adecuados, evaluar las formaciones de construcción y comprometerse directamente con los proveedores de fabricación garantiza que el producto final alcance los niveles más altos de tasas de resistencia a la llama según UL 94V.

Debido a las crecientes preocupaciones sobre la protección del consumidor y la seguridad esencial del consumidor, junto con los riesgos de incendio asociados con los productos eléctricos y electrónicos, los sustratos de PCB utilizados en los dispositivos mencionados deben someterse a pruebas de terceros según los estándares no inflamables más altos. Las placas que cumplen con la clase 94V-0 ofrecen grandes mejoras en la retardancia al fuego, la atenuación de riesgos y la evacuación de amenazas.

Aplicar una resistencia al fuego de clase superior a las aplicaciones de tarjetas de circuitos debe considerarse un prerrequisito básico al seleccionar el servicio de fabricación de PCB, debido a la adopción de la protección UL 94V-0 de estándar más alto para el producto final y el consumidor.