Inzicht in de UL 94V-0-brandbaarheidsclassificatie voor printplaten (PCB's)

Trefwoorden: 94V-0 printplaat

UL 94 V-0 is een brandbaarheidsnorm voor specifiek printplaatmateriaal die de hoge vlamvertraging ervan definieert. Deze classificatie geeft aan dat het materiaal voldoet aan de UL 94V-0-brandbaarheidstesten voor printplaten. Het betekent specifiek dat het materiaal volgens de Underwriters Laboratories-norm UL 94 geclassificeerd is als 94V-0.

Voor elektronische apparatuur, bijvoorbeeld draagbare apparatuur zoals de printplaten ervan, is vlamweerstand een zeer belangrijke factor die in overweging moet worden genomen om brand te voorkomen. Alle materialen die de 94V-0-classificatie dragen, behouden de verticale brandkarakteristiek volgens de meest erkende testprocedures van de UL 94-standaard. Dit artikel behandelt alle noodzakelijke informatie over de vereisten van printplaat-brandbaarheidsclassificaties, welke informatie de 94V-0-standaard omvat of inhoudt, en belangrijke factoren om te overwegen bij het kiezen van platen.

Printplaat Brandbaarheidsclassificaties

In hedendaagse polymeersamenstellingen zijn harsen, versterkingsweefsels en bindfolies opgenomen, die van nature verschillende brandbaarheid bezitten. Het standaardiseren van de vlamvertragende eigenschappen van printplaten biedt meetbaarheid om het materiaal veilig te kunnen specificeren.

UL 94 Brandbaarheidstesten

De Underwriters Laboratories testprocedures UL 94 vlamclassificaties definiëren de brandkarakteristieken van plastic stoffen. Ze worden getest zodat zowel de ontstekingsweerstand als het brandgedrag beoordeeld kunnen worden.

UL 94 V – verticale brandtest

UL 94 VTM – Testmethode voor verticale brandtest van dikke materialen

V1564 – Testmethode voor verticale brandtest van geavanceerde thermoplastische materialen zoals polyester of andere thermoplastische materialen op een testniveau van 5V.

Op basis van de resultaten krijgen materialen UL-brandbaarheidsclassificaties V-0, V-1 en V-2 toegewezen, verwijzend naar de variërende brandweerstand. Er kunnen ook aanvullende aanduidingen voor de materialen zijn, waaronder 5VA en 5VB onder de UL 94 5V-teststandaard.

UL 94 V verticale brandbeoordelingsmaxime met de V-0 klasse geaccrediteerd als 94V-0.

IEC 60695 Brandgevarentesten

Een andere reeks normen voor elektrotechnische producten en componenten wordt geleverd door de IEC 60695-reeks, uitgegeven door de International Electrotechnical Commission, die potentiële brandgevaren identificeert. Dit omvat:

IEC voorstel IEC 60695-11-10: Gloeidraad-brandbaarheidstest

IEC 60695-11-20 – Naaldenvlamtest voor de eigenschappen van flexibel materiaal

Zo staat UL 94 niet alleen een relatieve beoordeling van materialen op brandbaarheid toe, maar specificeert IEC 60695 direct geslaagd/gezakt-criteria voor de tests. Het afzonderlijk evalueren van deze twee testmethodologieën zorgt voor meer uitgebreide resultaten van de brandveiligheid van printplaten. Over het algemeen slaagt elk materiaal met de 94V-0-classificatie ook voor de IEC 60695-tests.

Wat is een UL 94V-0 Classificatie

Het type printplaten dat 94V-0 printplaten zijn, heeft voldaan aan de UL 94 V-brandbaarheidstest en het verticale brandclassificatieniveau 'V-0' bereikt. Dit suggereert dat de platen een extreem hoge brandwerendheid hebben met zelfdovende tijden onder de 0,1 seconde wanneer ze worden ontstoken.

UL 94V-0 Classificatiestandaard

De gemiddelde brandtijd moet minder dan of gelijk zijn aan 10 seconden.

Totale brandtijd ≤ 50 seconden

Geen brandende druppels toegestaan

Geen gloeiende deeltjes toegestaan

Dit komt door de betekenis van 94V-0, die enkele van de strengste vlamclassificaties onder de UL 94 verticale brandtests vertegenwoordigt. Het weerspiegelt een hoge vlamvertraging in termen van het vermogen tot zelfdoving, niet-druppelen en het vermogen om gloei of vonken te weerstaan.

Voordelen van het gebruik van 94V-0 Printplaatmaterialen

Printplaten die voldoen aan de 94V-0-classificatie bieden aanzienlijke veiligheidsverbeteringen en brandpreventiemaatregelen voor elektronische systemen:

Niet-vlammend - verbruikt snel vlam en blijft niet branden wanneer de ontsteking wordt verwijderd.

Halogeenvrij - effectief in het voorkomen van de vorming van giftig/corrosief gas dat bij verbranding ontstaat.

Glühdraadbestendig - vertoont geen gloeiende incandescentie bij contact met hete draden.

Niet-druipend - voorkomt een viskeuze stroom van brandende gesmolten deeltjes van de structuur.

Daarom vermindert het gebruik van UL 94V-0 materiaal de kans op brand- en rookgerelateerde verliezen. Deze zijn belangrijk in consumentenproducten, industriële elektronica en medische apparaten, evenals in transportsystemen. De hoge mate van vlamvertraging stelt dergelijke printplaten ook in staat om gemakkelijk te voldoen aan de veiligheidseisen voor consumentenproducten.

Materialen gebruikt voor het maken van 94 V-0 printplaten

Vlamvertragende (FR) laminaten: Deze laminaten zijn verkrijgbaar met glasweefsel-versterkte epoxy- of polyimidekernen die zichzelf conform maken aan UL 94V-0 & IEC 60695 normen door gebruik van gebromeerde formuleringen. Ze bieden de beste oplossingen voor vragen rond elektrische, thermische en mechanische belastingen.

Hoge temperatuur (Hi-Tg) laminaten - verbeterde epoxyharsen die de glasovergangstemperatuur overschrijden, maken de producten conform UL 94 V-0 terwijl ze hogere bedrijfstemperaturen boven 170°C hebben. Dat vereist een zekere mate van begrip van soldeerprocessen.

Composiet Epoxy Materialen (CEMs) - FR-4 vervangingsmateriaal gebaseerd op niet-geweven glasvezeldoekversterking. Bevat individuele onderdelen die een V-0 classificatie hebben behaald, waarvan het gebruik geen gehalogeneerde vlamvertragers vereist. Milieuvriendelijk.

Een groot aantal betrouwbare printplaatfabrikanten levert 94V-0 gecertificeerde producten, met verschillende basismaterialen voor de starre, starre-flexibele, flexibele en hoogfrequente printplaten die zijn ontworpen om brandwerendheid te maximaliseren. De exacte harschemie evenals de weefstijlen vereisen innovatieve strategieën om zowel niet-druipende ontvlambaarheid als adequate diëlektrische, thermische en mechanische prestaties te bereiken.

Ook hier wordt de betrokken productietechniek geïdentificeerd als Laminatieconstructie voor 94V-0.

Basismaterialen, prepregs en hechtfolies die de printplaatopbouw vormen, bepalen de brandveiligheidsclassificatie. Beslissingen in dit ontwerpdomein zijn vereist voor kernlagen, printplaatdikte en laminering.

Selecteren van Kernen/Prepregs

Een meerlaagse printplaat moet worden gemaakt van kernen, prepregs en hechtlagen die zijn gecertificeerd volgens de UL 94V-0 normen. Aangezien prepregs en kernen individueel niet aan V-0 eisen voldoen, kan dit leiden tot falen, zelfs als de koperlagen afzonderlijk wel V-0 resultaten behalen of bieden.

Alle laminaten van de printplaatfabrikant die UL 94V-0 zijn ontworpen om de classificatie voor alle lagen te behouden, zijn ideaal vanuit het oogpunt van conformiteit.

Opbouwconstructie

Vermijd waar mogelijk complexe structuren en het is veel beter om constructies symmetrisch en gebalanceerd te houden. Probeer niet een grote verscheidenheid aan materialen door de dwarsdoorsnede te gebruiken - brandclassificaties kunnen sterk variëren, wat tot falen leidt. Een andere uitdaging met een groot aantal interfaces van gemengde kernen en prepregs met verschillende chemie wordt ook waargenomen.

Het verhogen van de algehele printplaatdikte kan de brandwerendheid verbeteren, maar controleer of dit geen delaminatieprobleem introduceert tijdens het lamineren, terwijl de UL 94V-0 classificatie behouden blijft.

Typen Hechtfolie

Net als de FR-4 materiaalklasse, kunnen reguliere hechtlagen mogelijk geen V-0 behalen. Om een 94V-0 constructie te bereiken zonder het laminatieproces te beïnvloeden, worden vlamvertragende folies gebruikt die specifieke oplossingen voor de PVB bevatten. Vele zijn voorgesteld voor hoge Tg, breuktaaiheid, hechting en reologie.

Beperk het gebruik van hechtfolies zoveel mogelijk. Het constructieproces moet worden bevestigd voor printplaten met een hoog aantal lagen die als 94V-0 worden geclassificeerd.

Conclusie

Als gevolg daarvan gaf het aan dat alleen de beste technieken om productveiligheid te ontwerpen, hazelvrije printplaten met 94V-0 brandvertragingsconformiteit kunnen produceren. Het kiezen van de juiste materialen, het beoordelen van constructieformaties en het rechtstreeks samenwerken met de fabricageleveranciers garanderen dat het eindproduct het hoogste niveau van brandwerendheid bereikt volgens UL 94V.

Vanwege de toegenomen zorgen over consumentenbescherming en de essentiële veiligheid van consumenten, samen met de brandrisico's verbonden aan elektrische en elektronische producten, moeten de printplaat substraten die in de bovengenoemde apparaten worden gebruikt, derdepartijstesten ondergaan volgens de hoogste onbrandbare normen. Printplaten die voldoen aan de 94V-0 klasse bieden enorme verbeteringen in brandvertraging, risicovermindering en bedreigingsontsnapping.

Het toepassen van superieure brandwerendheid van hoge vlambestendigheidsklasse op printplaat toepassingen moet worden beschouwd als een basisvoorwaarde bij het selecteren van de printplaat fabricagedienst, vanwege het streven naar de hoogste standaard UL 94V-0 bescherming voor het eindproduct en de consument.