Comprendere la classificazione di infiammabilità UL 94V-0 per i circuiti stampati (PCB)

Parole chiave: PCB 94V-0

UL 94 V-0 è uno standard di infiammabilità per specifici materiali per circuiti stampati (PCB) che ne definisce l'elevata resistenza alla fiamma. Questa classificazione indica che il materiale corrisponde ai test di infiammabilità UL 94V-0 per PCB. In particolare, significa che il materiale è classificato 94V-0 secondo lo standard UL 94 di Underwriters Laboratories.

Per quanto riguarda le apparecchiature elettroniche, ad esempio le apparecchiature portatili e i loro circuiti stampati, la resistenza al fuoco è un fattore molto importante che deve essere considerato per evitare incendi. Tutti i materiali che ottengono la classificazione 94V-0 mantengono le caratteristiche di combustione verticale secondo le procedure di prova più riconosciute dello standard UL 94. Questo documento copre tutte le informazioni necessarie sugli imperativi delle classificazioni di infiammabilità dei PCB, quali informazioni include o comporta lo standard 94V-0 e i fattori importanti da considerare quando si scelgono le schede.

Classificazioni di Infiammabilità dei PCB

Le inclusioni di sostanze polimeriche oggi sono resine, tessuti di rinforzo e film adesivi, che per loro caratteristica intrinseca possiedono diversa infiammabilità. Standardizzare le proprietà ignifughe dei circuiti stampati offre una misurabilità per guidare in sicurezza la scelta del materiale.

Test di Infiammabilità UL 94

Le procedure di prova di Underwriters Laboratories per le classificazioni di fiamma UL 94 definiscono le caratteristiche di combustione delle sostanze plastiche. Vengono sottoposte a test in modo che si possa giudicare la resistenza all'innesco e il comportamento alla combustione.

UL 94 V – test di combustione verticale

UL 94 VTM – Metodo di prova per il test di combustione verticale di materiali spessi

V1564 – Metodo di prova per il test di combustione verticale di materiali termoplastici avanzati, poliestere o altri materiali termoplastici a un livello di prova di 5V.

Dai risultati, ai materiali vengono assegnate le classificazioni di infiammabilità UL V-0, V-1 e V-2 in riferimento alla variabile resistenza alla combustione. Possono esserci anche altre designazioni aggiuntive per i materiali, che includono 5VA e 5VB secondo lo standard di prova UL 94 5V.

Massima valutazione della combustione verticale UL 94 V con la classe V-0 accreditata 94V-0.

Test di Pericolo d'Incendio IEC 60695

Un'altra serie di standard per prodotti e componenti elettrotecnici è fornita dalla serie IEC 60695 emessa dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale, che identifica i potenziali pericoli d'incendio. Questa include:

Proposta IEC 60695-11-10: Test di infiammabilità al filo incandescente

IEC 60695-11-20 – Test alla fiamma ad ago per caratteristiche di materiale flessibile

Pertanto, UL 94 non solo consente una classificazione relativa dei materiali in termini di infiammabilità, ma IEC 60695 specifica direttamente i criteri di superamento/fallimento dei test. Valutare separatamente queste due metodologie di prova garantisce risultati più completi sulla sicurezza antincendio dei PCB. Generalmente, qualsiasi materiale che abbia la classificazione 94V-0 supera anche i test IEC 60695.

Cos'è la Classificazione UL 94V-0

Il tipo di PCB che sono circuiti stampati 94V-0 ha superato il test di infiammabilità UL 94 V raggiungendo il livello di classificazione di combustione verticale 'V-0'. Ciò suggerisce che le schede hanno un'estrema resistenza al fuoco con tempi di autoestinzione inferiori a 0,1 secondi quando accese.

Standard di Classificazione UL 94V-0

Il tempo medio di combustione deve essere inferiore o uguale a 10 secondi.

Tempo totale di combustione ≤ 50 secondi

Non sono consentite gocce infuocate

Non sono consentite particelle incandescenti

Ciò è dovuto al significato di 94V-0, che rappresenta una delle più severe classificazioni di fiamma sotto i test di combustione verticale UL 94. Riflette un'elevata resistenza alla fiamma in termini di capacità di autoestinguersi, di non gocciolare e di resistere a incandescenza o scintille.

Vantaggi dell'uso di Materiali per PCB 94V-0

I circuiti stampati conformi alla classificazione 94V-0 forniscono sostanziali miglioramenti della sicurezza e misure di prevenzione antincendio per i sistemi elettronici:

Non-fiamma - consuma rapidamente la fiamma e non continua a bruciare una volta rimossa la fonte d'innesco.

Privo di alogeni - efficace nel prevenire la formazione di gas tossici/corrosivi prodotti durante la combustione.

Resistente al filo incandescente - Non presenta incandescenza al contatto con fili caldi.

Non gocciolante - Impedisce la formazione di un flusso viscoso di particelle fuse in fiamme dalla struttura.

Pertanto, l'uso di materiale UL 94V-0 riduce le probabilità di perdite legate a incendi e fumo. Queste caratteristiche sono importanti nei prodotti di consumo, nell'elettronica industriale, nei dispositivi medici e nei sistemi di trasporto. L'elevato grado di ritardanza di fiamma consente inoltre a tali circuiti stampati di soddisfare facilmente i requisiti di sicurezza del consumatore sul prodotto finale.

Materiali Utilizzati per Realizzare Circuiti Stampati 94 V-0

Laminati Ritardanti di Fiamma (FR): Questi laminati sono disponibili con anime in epossidico o polimmide rinforzate con tessuto in vetro, che si conformano agli standard UL 94V-0 e IEC 60695 grazie all'uso di formulazioni bromurate. Forniscono le migliori soluzioni per problematiche di carichi elettrici, termici e meccanici.

Laminati ad Alta Temperatura (Hi-Tg) – le resine epossidiche avanzate che superano la temperatura di transizione vetrosa rendono i prodotti conformi a UL 94 V-0, garantendo al contempo temperature operative superiori a 170°C. Ciò implica una certa comprensione dei processi di saldatura.

Materiali Compositi Epossidici (CEM) – materiale sostitutivo dell'FR-4 basato sull'uso di rinforzo in tessuto di vetro non tessuto. Include componenti che hanno ottenuto una classificazione V-0, il cui uso non richiede ritardanti di fiamma alogenati. Ecologico.

Un gran numero di affidabili produttori di PCB forniscono circuiti certificati 94V-0, con diversi materiali di base per circuiti rigidi, rigido-flessibili, flessibili e ad alta frequenza, progettati per massimizzare la resistenza al fuoco. La precisa chimica delle resine e gli stili di tessitura richiedono strategie innovative per ottenere infiammabilità senza gocciolamento e adeguate prestazioni dielettriche, termiche e meccaniche.

Ancora una volta, la tecnica di produzione coinvolta è identificata come Costruzione per Laminazione per il 94V-0.

I materiali di base, i prepreg e i film adesivi che costituiscono lo stackup del circuito stampato determinano la classificazione di sicurezza antincendio. Le decisioni in questo ambito progettuale sono necessarie per la stratificazione del nucleo, lo spessore del PCB e la laminazione.

Selezione dei Nuclei/Prepreg

Un circuito multistrato dovrebbe essere realizzato con nuclei, prepreg e strati leganti che siano stati certificati secondo gli standard UL 94V-0. Poiché prepreg e nuclei singolarmente non soddisfano i requisiti V-0, ciò potrebbe portare a fallimenti anche se gli strati di rame separatamente soddisfano o offrono risultati V-0.

Tutti i laminati del produttore di PCB che hanno una progettazione UL 94V-0 per mantenere la classificazione per tutti gli strati sono ideali dal punto di vista della conformità.

Costruzione dello Stackup

Evitare, se possibile, strutture complesse ed è molto meglio mantenere costruzioni simmetriche ed equilibrate. Non tentare di utilizzare un'ampia varietà di materiali attraverso la sezione trasversale: le classificazioni antincendio possono variare notevolmente, causando fallimenti. Si riscontra anche un'altra sfida con un elevato numero di interfacce derivante da nuclei misti e prepreg con chimica diversa.

Aumentare lo spessore complessivo del circuito può migliorare la resistenza alla fiamma, ma verificare che ciò non introduca problemi di delaminazione durante la laminazione, mantenendo la classificazione UL 94V-0.

Tipi di Film Adesivo

Così come la classe di materiali FR-4, i normali film leganti potrebbero non raggiungere il V-0. Per ottenere una costruzione 94V-0 senza influenzare il problema della laminazione, si utilizzano film ritardanti di fiamma contenenti soluzioni specifiche per il PVB. Numerose proposte sono state avanzate per alta Tg, tenacità alla frattura, adesione e reologia.

Limitare il più possibile l'uso di film adesivi. Il processo costruttivo deve essere confermato per circuiti con un numero elevato di strati che stanno ottenendo la classificazione 94V-0.

Conclusione

Di conseguenza, ha indicato che solo le migliori tecniche per progettare la sicurezza del prodotto possono produrre circuiti stampati privi di nocciolo con conformità all'infiammabilità 94V-0. Scegliere i materiali appropriati, valutare le formazioni costruttive e interagire direttamente con i fornitori di fabbricazione garantisce che il prodotto finale raggiunga i più alti livelli di resistenza alla fiamma secondo UL 94V.

A causa delle crescenti preoccupazioni per la protezione dei consumatori e l'essenziale sicurezza del consumatore, unitamente ai rischi di incendio associati ai prodotti elettrici ed elettronici, i substrati per PCB utilizzati nei suddetti dispositivi devono sottoporsi a test di terze parti secondo i più elevati standard di non infiammabilità. Le schede conformi alla classe 94V-0 offrono enormi miglioramenti nella ritardazione del fuoco, nell'attenuazione del rischio e nella fuga dalla minaccia.

Applicare una superiore resistenza al fuoco di classe antincendio alle applicazioni delle schede a circuito, dovrebbe essere considerato un prerequisito fondamentale nella selezione del servizio di fabbricazione del PCB, al fine di assicurare la massima protezione UL 94V-0 per il prodotto finale e per il consumatore.