プリント基板（PCB）のUL 94V-0難燃性規格の理解

キーワード: 94V-0 PCB

UL 94 V-0は、特定のプリント基板材料の難燃性を定義する燃焼性規格であり、その高い難燃性を示します。この格付けは、材料がUL 94V-0プリント基板の燃焼性試験に対応していることを意味します。具体的には、アンダーライターズ・ラボラトリーズの規格UL 94に基づき、その材料が94V-0に該当することを示しています。

例えば携帯機器などの回路基板を含む電子機器においては、火災を防ぐために難燃性は考慮すべき非常に重要な要素です。94V-0格付けを取得した全ての材料は、UL 94規格で最も認知された試験手順である垂直燃焼特性を保持しています。本稿では、プリント基板の燃焼性格付けの必要性、94V-0規格が含むまたは伴う情報、および基板を選択する際に考慮すべき重要な要素について、必要な情報を全て網羅します。

プリント基板の燃焼性格付け

今日、樹脂、補強材、接着フィルムなどの高分子材料は、本質的に異なる燃焼性を有しています。回路基板の難燃特性を規格化することは、材料を安全に導くための測定可能性を提供します。

UL 94 燃焼性試験

アンダーライターズ・ラボラトリーズの試験手順であるUL 94燃焼性分類は、プラスチック材料の燃焼特性を定義します。これらは、着火抵抗性および燃焼特性を判断するために試験に用いられます。

UL 94 V – 垂直燃焼試験

UL 94 VTM – 厚物材料の垂直燃焼試験方法

V1564 – 試験レベル5Vにおける、高度な熱可塑性材料ポリエステルまたはその他の熱可塑性材料の垂直燃焼試験方法。

結果に基づき、材料は燃焼抵抗性の違いに応じて、V-0、V-1、V-2のUL燃焼性分類が与えられます。また、UL 94 5V試験規格の下で、5VA、5VBなどの追加の表示が材料に与えられる場合もあります。

UL 94 V垂直燃焼評価の基準は、V-0クラスが認定される94V-0です。

IEC 60695 火災危険試験

電気技術製品および部品に対するもう一つの規格群は、国際電気標準会議が発行するIEC 60695シリーズによって提供され、潜在的な火災危険を特定します。これには以下が含まれます：

IEC提案 IEC 60695-11-10: グローワイヤ燃焼性試験

IEC 60695-11-20 – 柔軟材料の特性に関するニードルフレーム試験

したがって、UL 94は材料の燃焼性に関する相対的な格付けを可能にするだけでなく、IEC 60695は試験の合否基準を直接規定しています。これら2つの試験方法を別々に評価することで、プリント基板の防火安全性に関するより包括的な結果が得られます。一般的に、94V-0格付けを持つ材料は、IEC 60695試験も合格しています。

UL 94V-0格付けとは

94V-0プリント基板とは、UL 94 V燃焼性試験に適合し、垂直燃焼分類レベル「V-0」に達したプリント基板の種類です。これは、基板が極めて高い耐火性を持ち、着火時に自己消火時間が0.1秒以下であることを示唆しています。

UL 94V-0格付け基準

平均燃焼時間は10秒以下であること。

総燃焼時間 ≤ 50秒

燃焼滴下は認められない

発光粒子は認められない

これは、94V-0がUL 94垂直燃焼試験における最も厳しい燃焼性分類の一つを表しているためです。これは、自己消火性、滴下しないこと、および発光や火花に対する抵抗性という点で、高い難燃性を反映しています。

94V-0 PCB材料を使用する利点

94V-0格付けに準拠したプリント基板は、電子システムに対し、実質的な安全性の向上と防火対策を提供します：

非発火性 - 炎を素早く消費し、点火源が取り除かれた際に燃焼を持続しない。

ハロゲンフリー - 燃焼時に発生する有毒/腐食性ガスの生成を防止する効率性。

グローワイヤ抵抗性 - 高温線に接触しても白熱発光を起こさない。

非滴下性 - 構造体から燃える溶融粒子の粘性流を止める。

したがって、UL 94V-0材料を使用することで、火災や煙に関連する損失の可能性を低減します。これは、民生品、産業用電子機器、医療機器、および輸送システムにおいて重要です。高度な難燃性は、このようなプリント基板が最終製品に関する消費者の安全要件を容易に満たすことも可能にします。

94 V-0プリント基板の製造に使用される材料

難燃性（FR）ラミネート：ガラス布強化エポキシまたはポリイミドコアを備えたこれらのラミネートは、臭素化配合を使用することでUL 94V-0およびIEC 60695規格への適合を実現します。電気的、熱的、機械的負荷の問題に対する最良の解決策を提供します。

高温（Hi-Tg）ラミネート - ガラス転移温度を超える強化エポキシ樹脂により、製品はUL 94 V-0に適合しながら170°Cを超える高い動作温度を実現します。これは、はんだ付けプロセスに対する一定の理解を必要とします。

複合エポキシ材料（CEM） - 不織ガラス布強化を基にしたFR-4代替材料。V-0評価を達成した個々の部材を含み、ハロゲン系難燃剤を必要としません。環境に優しい。

多数の信頼できるプリント基板メーカーが、耐火性を最大化するように設計されたリジッド、リジッドフレキシブル、フレキシブル、高周波ボード用に、異なる基材を用いた94V-0認証を提供しています。正確な樹脂化学組成および織り方には、非滴下性の難燃性と十分な誘電性、熱的・機械的性能を達成するための革新的な戦略が必要です。

ここで再び、関連する製造技術は94V-0のための積層構造として認識されます。

プリント基板スタックアップを構成する基材、プリプレグ、接着フィルムが防火安全評価を決定します。この設計領域における決定は、コア層構成、プリント基板の厚さ、積層のために必要です。

コア/プリプレグの選択

多層板は、UL 94V-0規格に従って認証されたコア、プリプレグ、およびボンドプライで作られるべきです。プリプレグとコアが個別にV-0要件を満たさない場合、銅層が個別にV-0結果を満たしたり提供したりしても、故障につながる可能性があります。

プリント基板メーカーによるすべての層で評価を保持するように設計されたUL 94V-0を有するすべてのラミネートは、適合性の観点から理想的です。

スタックアップ構造

可能であれば複雑な構造は避け、対称的でバランスの取れた構造を保つことがはるかに良いです。断面を通して多様な材料を使用しようとしないでください - 防火評価は大きな差で変動し、故障を引き起こす可能性があります。異なる化学組成の混合コアとプリプレグによる多数の界面に伴う別の課題も見られます。

全体のボード厚を上げると難燃性が向上する可能性がありますが、UL 94V-0評価を維持しながら積層時の層間剥離問題を引き起こさないことを確認する必要があります。

接着フィルムの種類

FR-4材料クラスと同様に、通常のボンドプライはV-0を達成できない場合があります。積層の問題に影響を与えずに94V-0構造を達成するために、PVBに対する特定の解決策を含む難燃性フィルムが使用されます。多くのものが、高Tg、破壊靭性、接着性、レオロジーに対して提案されています。

接着フィルムの使用は可能な限り制限してください。94V-0評価を受ける高層数ボードについては、構造プロセスを確認する必要があります。

結論

その結果、製品安全性を設計する最良の技術のみが、94V-0難燃性適合のハザードフリーなプリント基板を生産できることを示しました。適切な材料の選択、構造構成の評価、および製造業者との直接的な連携は、最終製品がUL 94Vに準拠した最高レベルの耐炎性を達成することを保証します。

電気電子製品に関連する火災リスクと相まって、消費者保護と本質的な消費者の安全性に対する懸念の高まりにより、前述の機器に使用されるプリント基板基材は、最高の不燃性基準に対する第三者試験を受ける必要があります。94V-0クラスに適合する基板は、燃焼遅延、リスク低減、および脅威からの回避において大幅な改善を提供します。

回路カード用途に優れた耐炎クラスの耐火性を適用することは、最終製品および消費者のための最高基準UL 94V-0保護を確保するため、プリント基板製造サービスを選択する際の基本的な前提条件と考えるべきです。