理解印刷電路板(印刷電路板)的UL 94V-0可燃性等級

關鍵字:94V-0 印刷電路板
UL 94 V-0 是一項針對特定印刷電路板材質的易燃性標準,定義了其高阻燃性。此等級表明該材質符合 UL 94V-0 印刷電路板易燃性測試的要求。具體而言,它意味著根據保險商實驗室的 UL 94 標準,該材質達到 94V-0 等級。
對於電子設備,例如便攜式設備的電路板,阻燃性是一個必須考慮的重要因素,以避免火災。所有獲得 94V-0 等級的材質,都符合 UL 94 標準中最受認可的測試程序所規定的垂直燃燒特性。本文涵蓋了關於印刷電路板易燃性等級的必要性、94V-0 標準包含或涉及的資訊,以及選擇電路板時需要考慮的重要因素的所有必要資訊。
印刷電路板易燃性等級
現今聚合物物質包含樹脂、增強織物和黏合膜,這些物質因其固有特性而具有不同的易燃性。對電路板的阻燃特性進行標準化,提供了可衡量的指標來安全地指導材料選擇。
UL 94 易燃性測試
保險商實驗室的測試程序 UL 94 火焰分類定義了塑膠物質的燃燒特性。這些測試旨在評估材料的抗點燃能力以及燃燒特性。
UL 94 V – 垂直燃燒測試
UL 94 VTM – 厚材垂直燃燒測試方法
V1564 – 針對先進熱塑性材料(如聚酯或其他熱塑性材料)在 5V 測試等級下的垂直燃燒測試方法。
根據測試結果,材料會根據其不同的抗燃燒能力獲得 UL 易燃性分類,如 V-0、V-1 和 V-2。根據 UL 94 5V 測試標準,材料還可能獲得其他額外的標示,包括 5VA 和 5VB。
UL 94 V 垂直燃燒評估的最高等級是獲得認證的 94V-0 V-0 級。
IEC 60695 火災危險測試
國際電工委員會發布的 IEC 60695 系列標準為電工產品和元件提供了另一套標準,用於識別潛在的火災危險。這包括:
IEC 提案 IEC 60695-11-10:灼熱絲易燃性測試
IEC 60695-11-20 – 針對柔性材料特性的針焰測試
因此,UL 94 不僅允許對材料的易燃性進行相對評級,IEC 60695 還直接規定了測試的通過/失敗標準。分別評估這兩種測試方法可以確保更全面的印刷電路板防火安全結果。通常,任何具有 94V-0 等級的材質也能通過 IEC 60695 測試。
什麼是 UL 94V-0 等級
94V-0 印刷電路板是指那些符合 UL 94 V 易燃性測試要求,達到垂直燃燒分類等級「V-0」的印刷電路板。這表明這些電路板具有極高的防火性,在被點燃時的自熄時間低於 0.1 秒。
UL 94V-0 等級標準
平均燃燒時間必須小於或等於 10 秒。
總燃燒時間 ≤ 50 秒
不允許有燃燒滴落物
不允許有發光顆粒
這正是 94V-0 的含義,它代表了 UL 94 垂直燃燒測試下最嚴格的火焰分類之一。它反映了材料在自熄能力、不滴落以及抵抗發光或火花能力方面的高阻燃性。
使用 94V-0 印刷電路板材質的優勢
符合 94V-0 等級的印刷電路板為電子系統提供了顯著的安全增強和防火措施:
非易燃性 – 迅速消耗火焰,移除火源後不會持續燃燒。
無鹵素 – 有效防止燃燒時產生有毒/腐蝕性氣體。
耐灼熱絲 – 接觸高溫導線時不會產生灼熱發光現象。
抗滴落 – 阻止結構產生燃燒熔融顆粒的黏性流體。
因此,使用UL 94V-0材料能降低因火災和煙霧造成損失的風險。這對於消費性產品、工業電子設備、醫療裝置以及運輸系統至關重要。高度的阻燃特性也使這類印刷電路板能輕易滿足終端產品的消費者安全要求。
製造94 V-0印刷電路板所使用的材料
阻燃層壓板:這類層壓板採用玻璃纖維布增強環氧樹脂或聚醯亞胺核心,透過溴化配方使其符合UL 94V-0與IEC 60695標準。它們為電氣、熱和機械負載問題提供了最佳解決方案。
高溫層壓板 – 超越玻璃轉化溫度的增強環氧樹脂使產品符合UL 94 V-0標準,同時具有超過170°C的更高操作溫度。這意味著需要對焊接製程有一定程度的理解。
複合環氧材料 – 基於使用非織造玻璃纖維布增強材料的FR-4替代材料。包含已獲得V-0等級的個別部件,其使用無需鹵化阻燃劑。對環境友善。
大量可靠的印刷電路板製造商提供94V-0認證,並為剛性、剛撓結合、柔性及高頻板提供不同的基材,旨在最大化耐火性能。確切的樹脂化學成分以及編織風格需要創新策略,以實現無滴落可燃性以及足夠的介電、熱和機械性能。
再次強調,所涉及的生產技術被認定為94V-0的層壓結構。
構成印刷電路板疊層的基材、預浸材料、黏合薄膜決定了防火安全等級。在核心層疊、印刷電路板厚度和層壓方面需要進行設計決策。
選擇核心/預浸材料
多層板應由根據UL 94V-0標準認證的核心、預浸材料和黏合層製成。由於預浸材料和核心單獨無法滿足V-0要求,即使銅層分別符合或提供V-0結果,也可能導致失效。
從合規角度來看,印刷電路板製造商提供的所有層壓板,若其UL 94V-0設計能保持所有層級的評級,則是最理想的。
疊層結構
盡可能避免複雜結構,保持結構對稱和平衡會更好。不要嘗試在橫截面中使用多種材料 – 防火等級可能差異很大,導致失效。混合使用不同化學成分的核心和預浸材料所產生的高界面數量也帶來了另一項挑戰。
增加整體板厚可能提高阻燃性,但需檢查確保這不會在層壓過程中引入分層問題,同時維持UL 94V-0評級。
黏合薄膜類型
與FR-4材料類別一樣,常規黏合層可能無法達到V-0。為了在不影響層壓問題的情況下實現94V-0結構,使用了含有特定PVB解決方案的阻燃薄膜。許多提案針對高Tg、斷裂韌性、黏附性和流變性。
盡可能限制黏合薄膜的使用。對於正在評級為94V-0的高層數板,其結構製程需要確認。
結論
因此,這表明只有採用最佳的產品安全設計技術,才能生產出符合94V-0阻燃等級、無瑕疵的印刷電路板。選擇合適的材料、評估結構組成,並直接與製造供應商合作,能確保最終產品達到UL 94V標準下最高等級的阻燃率。
由於對消費者保護及基本消費安全的關注日益提升,加上電氣與電子產品相關的火災風險,前述設備中使用的印刷電路板材質必須通過第三方測試,以符合最高的阻燃標準。符合94V-0等級的電路板在阻燃性、風險減緩與威脅規避方面均有顯著提升。
將優異的阻燃等級應用於電路板時,應將其視為選擇印刷電路板製造服務的基本前提,因為這關係到為最終產品及消費者提供最高標準的UL 94V-0防護。

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