Verschillende soorten epoxy glasvezelplaten uitgelegd: G10, FR4, G11 en FR5

Voor een schakelkast met een 400V-accupakket is de epoxyglasvezelplaat niet één enkel materiaal; de kwaliteit bepaalt of het 40.000 uur durende cyclische overleeft of in de eerste maand kapot gaat.

Epoxyglasvezelplaat, ook wel epoxyglasdoeklaminaat genoemd, wordt gemaakt door lagen geweven glasvezeldoek geïmpregneerd met epoxyhars op elkaar te stapelen en deze onder hitte en druk te persen. Het resultaat is een elektrische isolatieplaat die wordt gebruikt in lithiumbatterijpakketten, elektrische apparatuur, PCB-armaturen en transformatorcomponenten. Maar niet elk blad presteert hetzelfde. De NEMA-kwaliteit - G10, FR4, G11 of FR5 - definieert het harssysteem, de maximale continue temperatuur en de vlamvertraging.

Wat definieert een epoxy-glasvezelplaatkwaliteit?

Epoxyglasvezelplaatkwaliteiten worden bedoeld door het harssysteem, de glasovergangstemperatuur (Tg), de thermische klasse en de diëlektrische prestaties.

NEMA-aanduidingen zoals G10 en FR4 zijn geen merktermen. Het zijn gestandaardiseerde vertalingen die specifiek zijn hoe een laminaat zich gedraagt ​​onder hitte, vlammen en spanningsbelasting. De drie parameters zijn het meest gedaan:

Ga door met bedrijfstemperatuur

De warmere klasse bepaalde de maximale temperatuur waarbij de plaat voor onbepaalde tijd kan werken. G10 ondersteunt 105°C (Klasse A), FR4 ondersteunt 135°C (Klasse B), G11 ondersteunt 150°C (Klasse F) en FR5 ondersteunt 170°C (Klasse F).

UL94 ontvlambaarheidsklasse

UL94 ontmoet hoe snel een materiaal uitdooft na ontsteking. FR4 en FR5 hebben een V-0-classificatie, wat betekent dat ze zichzelf binnen 10 seconden doven. G10 en G11 hebben alleen een HB-classificatie.

Diëlektrische sterkte

Dit is de spanning waarbij het materiaal wordt afgebroken. Hoogspanningsisolatie vereist waarden boven 10 kV/mm. Hoe hoger de consistentie van het harsgehalte, hoe betrouwbaarder het diëlektrische pad over de plaat.

Bij Dongli New Materials wordt de epoxyglasvezelisolatieplaat vervaardigd met een strak gecontroleerd harsgehalte en een gecontroleerd thermisch profiel. Dit vermindert de interne gaten die effectief kunnen zijn als elektrische doorslagpaden in hoogspanningstoepassingen.

De vier hoofdcijfers in één oogopslag

De vier meest waarschijnlijke epoxyglasvezelplaatkwaliteiten zijn G10, FR4, G11 en FR5, elk gestandaardiseerd voor verschillende temperatuur-, vlamvertragende en mechanische omstandigheden.

Epoxyhars glasvezel isolatieplaat Boogweerstand: 180 seconden zonder tracking (ASTM D495), grotendeels voor hoogspanningsschakelapparatuur en contactors. Bekijk Product →

G10 en zijn IEC-equivalent EPGC201 zijn basis voor algemene doeleinden, geschikt voor continu gebruik bij 105 °C. Ze bieden sterke mechanische prestaties, maar slechts een UL94 HB-classificatie, waardoor ze beperkt zijn in toepassingen die zelfdovend gedrag verklaren.

FR4 is de meest essentiële kwaliteit voor elektrische en elektronische isolatie. Het heeft een UL94 V-0-classificatie en blijft maatvast bij 135 °C. FR4 is de standaardkeuze voor PCB-isolatie, accuscheiders en montageplaten voor besturingskaarten.

G11 is een hogetemperatuur- en hogesterktesoort die geschikt is voor 150°C. Het levert een superieure buigsterkte en wordt gebruikt in de lucht- en ruimtevaart en zware industriële apparatuur waar hitte duurzaam waardevol is dan vlamvertraging.

FR5 verspreiding van de thermische prestaties van G11 met de vlamvertraging van FR4. Het tolereert een continu bedrijf bij 170°C en wordt geïdentificeerd in tractie-omvormers en hoogvermogenelektronica.

Hoewel G10 nog steeds in goedkope isolatieonderdelen zit, heeft FR4 het grotendeels vervangen in PCB-armaturen en batterijcomponenten vanwege de V-0-verreiste. G11 en FR5 zijn gereserveerd voor toepassingen waarbij warmte de belangrijkste beperking is, meestal in de lucht- en ruimtevaart, tractie-omvormers of lasapparatuur.

Hoe u de juiste kwaliteit kiest

Kies de epoxy-glasvezelplaatkwaliteit door drie beperkingen te vergelijken: continue bedrijfstemperatuur, UL94-ontvlambaarheidseis en gekozen aan vocht.

• Begin met continue temperatuur. Een afgesloten behuizing met vermogensweerstanden kan gemakkelijk een luchttemperatuur van 110°C bereiken. Dat uitgewerkte G10 en dwingt je richting FR4 of hoger.
• Controleer de UL94-verreiste. Consumentenelektronica, elektrische voertuigsystemen en veel industriële normen schrijven V-0 voor. Alleen FR4 en FR5 voldoen.
• Houd rekening met indienen aan vocht. FR4 absorbeert 0,30% water na 24 uur onderdompeling, G10 absorbeert bijna 0,50%. Een geïnstalleerde fabrieksvloer vraagt ​​om een ​​lagere absorptie.
• Gewichtsbewerkingsgedrag. FR4- en FR5-chips zijn schurender dan G10, de slijtage van boorbussen is ongeveer 20% hoger. Plan voor hardmetalen gereedschappen.

Kwaliteitscontrole en verwerking

De belangrijkste kwaliteitskenmerken voor epoxyglasvezelplaten zijn de consistentie van het harsgehalte, het gehalte aan lege ruimtes en de maatvastheid na bewerking.

Een goed gemaakt epoxyglasdoeklaminaat houdt het harsgehalte binnen ± 2% over het plaatoppervlak. Off-spec harsdistributie veroorzaakte lokale hotspots, niet-uniforme diëlektrische sterkte en kromtrekken na CNC-frezen. De hars-vezelverhouding is van belang omdat deze directe hechtingskwaliteit de lagen regelt en het vermogen van het materiaal tussen sterke cycli te gebrekkig is. Deze technische gids voor epoxy-prepreghars-vezelverhoudingen omvat dezelfde controleparameters in prepreg-vorm.

Wanneer uplaten isolatie aanschaft, controleer dan deze productiecontroles:

• Dichtheid tussen 1,85 en 2,0 g/cm³ afhankelijk van het glasgehalte.
• Leegtegehalte lager dan 0,5% voor hoogspanningsisolatie. Microscopische luchtzakken zijn de belangrijkste oorzaak van diëlektrische opslag.
• Randkwaliteit na bewerking. Delaminatie van microscheurtjes op snijranden is een veelvoorkomend probleem bij isolatiecomponenten.

Epoxykoolstofvezel Prepreg Momenteel wordt 70% van de synthetische composietproducten gemaakt van prepregs die worden gestapeld en uitgehard. Prepregs zijn halffabrikaten die na verwerking worden bewaard en bereid. Bekijk Product →

Dongli New Materials exploiteert een faciliteit van 32.000 m² met werkplaatsen met constante temperatuur en een cleanroom van 100.000 klassen. De cleanroomomgeving helpt deeltjesverontreiniging op het laminaatoppervlak tijdens het leggen en persen te voorkomen.

Veelgestelde vragen

Wat is het verschil tussen G10 en FR4?

G10 is geschikt voor continue werking bij 105°C met UL94 HB-ontvlambaarheid, terwijl FR4 135°C ondersteunt en voldoet aan UL94 V-0. Voor elektrische apparatuur die onder thermische belasting staat, is FR4 de veiligere keuze.

Kunnen epoxyglasvezelplaten anders gebruikt worden?

Epoxylaminaten zijn niet UV-stabiel en zullen bij langdurig direct zonlicht aan het oppervlak afbreken. Gebruik ze binnenshuis of breng een UV-bestendige beschermlaag aan.

Waar staat FR4 voor?

FR4 staat voor vlamvertragend klasse 4 in het NEMA-systeem. Het maakt gebruik van epoxyhars met gebromeerde vlamvertragende additieven en is het standaardmateriaal voor PCB-basisisolatie.

Hoe weet ik welk cijfer mijn aanvraag nodig heeft?

Vergelijk drie cijfers: uw hoogste continue luchttemperatuur ter plaatse, uw UL94-verreiste en bekend aan vocht. Vergelijk ze vervolgens met de cijfertabel. Een materiaalfabrikant kan diëlektrische sterktetests uitvoeren op monsters om de keuze te bevestigen.