Comprendre la classification d'inflammabilité UL 94V-0 pour les circuits imprimés (circuits imprimés)

Mots-clés : Circuit imprimé 94V-0

UL 94 V-0 est une norme d'inflammabilité pour un matériau spécifique de circuit imprimé qui définit sa haute résistance aux flammes. Cette classification indique que le matériau correspond aux tests d'inflammabilité UL 94V-0 pour les circuits imprimés. En particulier, cela signifie que le matériau est classé 94V-0 selon la norme UL 94 des Underwriters Laboratories.

En ce qui concerne les équipements électroniques, par exemple les équipements portables et leurs cartes de circuits, la résistance au feu est un facteur très important à considérer pour éviter un incendie. Tous les matériaux portant la classification 94V-0 conservent les caractéristiques de brûlage vertical des procédures d'essai les plus reconnues de la norme UL 94. Ce document couvre toutes les informations nécessaires sur les impératifs des classements d'inflammabilité des circuits imprimés, ce que la norme 94V-0 inclut ou implique, et les facteurs importants à considérer lors du choix des cartes.

Classements d'Inflammabilité des Circuits Imprimés

Les substances polymères incluses aujourd'hui sont les résines, les tissus de renfort et les films adhésifs, qui par leur caractéristique inhérente possèdent une inflammabilité différente. La normalisation des propriétés ignifuges des circuits imprimés offre une mesurabilité pour guider en toute sécurité le choix du matériau.

Tests d'Inflammabilité UL 94

Les procédures d'essai des Underwriters Laboratories, les classifications de flammes UL 94, définissent les caractéristiques de combustion des substances plastiques. Elles sont soumises à des tests afin que la résistance à l'allumage ainsi que les caractéristiques de combustion puissent être jugées.

UL 94 V – test de brûlage vertical

UL 94 VTM – Méthode d'essai pour le test de brûlage vertical des matériaux épais

V1564 – Méthode d'essai pour le test de brûlage vertical des matériaux thermoplastiques avancés, polyester ou autres matériaux thermoplastiques, à un niveau d'essai de 5V.

À partir des résultats, les matériaux reçoivent les classifications d'inflammabilité UL V-0, V-1 et V-2 en référence à leur résistance variable à la combustion. Il peut également y avoir d'autres désignations supplémentaires pour les matériaux, notamment 5VA et 5VB selon la norme d'essai UL 94 5V.

Le principe d'évaluation du brûlage vertical UL 94 V avec la classe V-0 accréditée 94V-0.

Tests des Dangers d'Incendie IEC 60695

Un autre ensemble de normes pour les produits et composants électrotechniques est fourni par la série IEC 60695 publiée par la Commission Électrotechnique Internationale, qui identifie les dangers d'incendie potentiels. Cela inclut :

Proposition IEC 60695-11-10 : Test d'inflammabilité au fil incandescent

IEC 60695-11-20 – Test à la flamme-aiguille pour les caractéristiques des matériaux flexibles

Ainsi, UL 94 permet non seulement un classement relatif des matériaux en termes d'inflammabilité, mais l'IEC 60695 spécifie directement des critères de réussite/échec aux tests. L'évaluation séparée de ces deux méthodologies d'essai assure des résultats plus complets sur la sécurité incendie des circuits imprimés. Généralement, tout matériau ayant la classification 94V-0 réussit également les tests IEC 60695.

Qu'est-ce que la Classification UL 94V-0

Le type de circuits imprimés qui sont des circuits imprimés 94V-0 a satisfait au test d'inflammabilité UL 94 V, atteignant le niveau de classification de brûlage vertical 'V-0'. Cela suggère que les cartes ont une résistance au feu extrêmement élevée avec des temps d'auto-extinction inférieurs à 0,1 seconde lorsqu'elles sont enflammées.

Norme de Classification UL 94V-0

Le temps de combustion moyen doit être inférieur ou égal à 10 secondes.

Temps de combustion total ≤ 50 secondes

Aucune goutte enflammée n'est autorisée

Aucune particule incandescente n'est autorisée

Cela est dû à la signification de 94V-0, qui représente l'une des classifications de flammes les plus strictes des tests de brûlage vertical UL 94. Elle reflète une haute résistance aux flammes en termes de capacité à s'auto-éteindre, à ne pas goutter et à résister à l'incandescence ou aux étincelles.

Avantages de l'utilisation de Matériaux de Circuits Imprimés 94V-0

Les circuits imprimés conformes à la classification 94V-0 offrent des améliorations substantielles de la sécurité et des mesures de prévention des incendies pour les systèmes électroniques :

Non-inflammable - consomme rapidement la flamme et ne continue pas de brûler une fois la source d'allumage retirée.

Sans halogène - efficacité à empêcher la formation de gaz toxiques/corrosifs produits lors de la combustion.

Résistant au fil incandescent - Ne présente pas d'incandescence lorsqu'il entre en contact avec des fils chauds.

Anti-goutte - Empêche la formation d'un écoulement visqueux de particules fondues enflammées provenant de la structure.

Par conséquent, l'utilisation d'un matériau UL 94V-0 réduit les risques de pertes liées au feu et à la fumée. Ceux-ci sont importants dans les produits grand public, l'électronique industrielle et les dispositifs médicaux ainsi que dans les systèmes de transport. Le haut degré d'ignifugation permet également à ces circuits imprimés de satisfaire facilement aux exigences de sécurité des consommateurs sur le produit fini.

Matériaux utilisés pour fabriquer un circuit imprimé 94 V-0

Stratifiés ignifuges (FR) : Ces stratifiés sont disponibles avec des âmes en époxy ou polyimide renforcées de tissu de verre qui leur permettent de se conformer aux normes UL 94V-0 et IEC 60695 grâce à l'utilisation de formulations bromées. Ils offrent les meilleures solutions pour les questions de charges électriques, thermiques et mécaniques.

Stratifiés haute température (Hi-Tg) - les résines époxy améliorées dépassant la température de transition vitreuse rendent les produits conformes à UL 94 V-0 tout en ayant des températures de fonctionnement plus élevées, supérieures à 170°C. Cela implique d'avoir un certain niveau de compréhension des processus de soudure.

Matériaux composites époxy (CEM) - Matériau de remplacement du FR-4 basé sur l'utilisation d'un renforcement en tissu de fibre de verre non tissé. Inclut des composants individuels ayant obtenu une classification V-0, dont l'utilisation ne nécessite pas de retardateurs de flamme halogénés. Respectueux de l'environnement.

Un grand nombre de fabricants de circuits imprimés fiables fournissent des circuits certifiés 94V-0, avec différents matériaux de base pour les cartes rigides, rigides-flexibles, flexibles et haute fréquence conçues pour maximiser la résistance au feu. La chimie exacte des résines ainsi que les styles de tissage nécessitent des stratégies innovantes pour atteindre une inflammabilité sans goutte ainsi que des performances diélectriques, thermiques et mécaniques adéquates.

Une fois encore, la technique de production impliquée est identifiée comme la Construction par Stratification pour le 94V-0.

Les matériaux de base, les préimprégnés, les films de liaison qui constituent l'empilement du circuit imprimé déterminent le classement de sécurité incendie. Des décisions dans ce domaine de conception sont nécessaires pour la stratification des âmes, l'épaisseur du circuit imprimé et la stratification.

Sélection des Âmes/Préimprégnés

Une carte multicouche doit être constituée d'âmes, de préimprégnés et de couches de liaison certifiés selon les normes UL 94V-0. Étant donné que les préimprégnés et les âmes ne répondent pas individuellement aux exigences V-0, cela peut entraîner des échecs même si les couches de cuivre répondent séparément ou offrent des résultats V-0.

Tous les stratifiés du fabricant de circuits imprimés conçus UL 94V-0 pour maintenir le classement sur toutes les couches sont idéaux du point de vue de la conformité.

Construction de l'Empilement

Évitez si possible les structures complexes et il est bien préférable de conserver des constructions symétriques et équilibrées. N'essayez pas d'utiliser une grande variété de matériaux à travers la section transversale - les classements au feu peuvent varier considérablement, ce qui provoque des échecs. Un autre défi avec un nombre élevé d'interfaces provenant de mélanges d'âmes et de préimprégnés de chimies différentes est également observé.

Augmenter l'épaisseur globale de la carte peut améliorer la résistance à la flamme, mais vérifiez que cela n'introduit pas de problème de délaminage pendant la stratification tout en maintenant le classement UL 94V-0.

Types de Films de Liaison

Autant que la classe de matériau FR-4, les films de liaison ordinaires peuvent ne pas atteindre V-0. Pour réaliser une construction 94V-0 sans affecter le problème de stratification, on utilise des films ignifuges contenant des solutions particulières pour le PVB. De nombreux films ont été proposés pour une Tg élevée, une ténacité à la fracture, une adhérence et une rhéologie améliorées.

Limitez autant que possible l'utilisation de films de liaison. Le processus de construction doit être confirmé pour les cartes à nombre élevé de couches qui sont classées 94V-0.

Conclusion

Par conséquent, cela indique que seules les meilleures techniques de conception de la sécurité des produits peuvent produire des circuits imprimés exempts de noisetier avec une conformité à l'inflammabilité 94V-0. Choisir les matériaux appropriés, évaluer les formations de construction et s'engager directement avec les fournisseurs de fabrication garantit que le produit final atteint les niveaux les plus élevés de taux de résistance au feu selon UL 94V.

En raison des préoccupations accrues concernant la protection des consommateurs et la sécurité essentielle des consommateurs, associées aux risques d'incendie liés aux produits électriques et électroniques, les substrats de circuits imprimés utilisés dans les appareils susmentionnés doivent subir des tests tiers selon les normes les plus élevées d'ininflammabilité. Les cartes conformes à la classe 94V-0 offrent des améliorations considérables en matière de retardement du feu, d'atténuation des risques et d'échappement à la menace.

L'application d'une résistance au feu de classe supérieure aux applications de cartes de circuits doit être considérée comme un prérequis fondamental lors du choix du service de fabrication de circuits imprimés, afin d'opter pour la protection UL 94V-0, la norme la plus élevée, tant pour le produit final que pour le consommateur.