Diferite grade de foi din fibră de sticlă epoxidică explicate: G10, FR4, G11 și FR5

Pentru o cutie de control a pachetului de baterii de 400 V, foaia din fibră de sticlă epoxidică nu este un singur material - gradul său determină dacă supraviețuiește 40.000 de ore de ciclu termic sau nu eșuează în prima lună.

Foaia din fibră de sticlă epoxidică, numită și laminată din pânză de sticlă epoxidică, este realizată prin stivuirea straturilor de pânză din fibră de sticlă țesută impregnată cu rășină epoxidica și presarea lor sub căldură și presiune. Rezultatul este o placă izolatoare rigidă utilizată în bateriile cu litiu, echipamentele electrice, dispozitivele PCB și componentele transformatorului. Dar nu fiecare foaie funcționează la fel. Gradul NEMA - G10, FR4, G11 sau FR5 - definește sistemul de rășină, temperatura maximă continuă și rezistența la flacără.

Ce definește un grad de folie din fibră de sticlă epoxidică?

Tipurile de foi din fibră de sticlă epoxidică sunt definite de sistem de rășini, temperatura de tranziție sticloasă (Tg), clasa termică și performanța dielectrică.

Denumirile NEMA precum G10 și FR4 nu sunt termeni de branding. Sunt evaluări standardizate care specifică modul în care un laminat se comportă la căldură, flacără și tensiune. Cei trei parametri care contează cel mai mult:

Temperatura de funcționare continuă

Clasa termică stabilește temperatura maximă la care foaia poate rula la nesfârșit. G10 acceptă 105°C (Clasa A), FR4 acceptă 135°C (Clasa B), G11 acceptă 150°C (Clasa F), iar FR5 acceptă 170°C (Clasa F).

Evaluare de inflamabilitate UL94

UL94 măsoară cât de repede se stinge un material după aprindere. FR4 și FR5 au un rating V-0, ceea ce înseamnă că se autosting în mai puțin de 10 secunde. G10 și G11 sunt doar clasificate HB.

Rezistenta dielectrica

Aceasta este tensiunea la care materialul se descompune. Izolarea de înaltă tensiune necesită valori peste 10 kV/mm. Cu cât este mai mare consistența conținutului de rășină, cu atât calea dielectrică de-a lungul foii este mai fiabilă.

La Dongli New Materials, placă izolatoare din fibră de sticlă epoxidică este fabricată cu conținut de rășină strict controlat și un profil termic de presare monitorizat. Acest lucru reduce golurile interne care ar putea acționa ca căi de defecțiune electrică în aplicațiile de înaltă tensiune.

Cele patru clase principale dintr-o privire

Cele mai comune patru tipuri de foi din fibră de sticlă epoxidică sunt G10, FR4, G11 și FR5, fiecare standardizată a diferitelor cerințe de temperatură, ignifuge și mecanice.

Placa izolatoare din fibra de sticla din rasina epoxidica Rezistență la arc: 180 de secunde fără urmărire (ASTM D495), specificație pentru instalații de comutare și contactare de înaltă tensiune. Vizualizare produs →

G10 și echivalentul său IEC EPGC201 sunt clasa de uz general evaluate pentru funcționarea continuă la 105°C. Ele oferă performanțe mecanice puternice, doar un rating UL94 HB, ceea ce le limitează în aplicațiile care necesită un comportament de auto-stingere.

FR4 este cel mai larg specific grad pentru izolare electrică și electronică. Are un rating UL94 V-0 și rămâne stabil dimensional la 135°C. FR4 este alegerea implicită pentru izolația PCB, separatoarele de baterii și plăcile de montare a plăcilor de control.

G11 este un grad de înaltă temperatură, de înaltă rezistență, evaluat pentru 150°C. Oferă o rezistență superioară la încovoiere și este utilizată în echipamentele aerospațiale și industriale grele unde rezistența la căldură contează mai mult decât rezistența la flacără.

FR5 combină performanța termică a lui G11 cu rezistența la flacără a lui FR4. Tolerează funcționarea continuă la 170°C și este specificat în invertoarele de tracțiune și electronice de mare putere.

În timp ce G10 este încă obișnuit în piese de izolare cu preț redus, FR4 l-a înlocuit în mare parte în dispozitivele PCB și componentele pachetului de baterii din cauza cerințelor V-0. G11 și FR5 sunt rezervate aplicațiilor în care căldura este principală constrângere - de obicei aerospațială, invertoare de tracțiune sau echipamente de sudare.

Cum să alegi gradul potrivit

Alegeți calitatea foii din fibră de sticlă epoxidică comparând trei constrângeri: temperatura de funcționare continuă, cerințele de inflamabilitate UL94 și expunerea la umiditate.

• Începeți cu temperatura continuă. O carcasă etanșă cu rezistențe de putere poate atinge cu ușurință sau temperatură a aerului de 110°C. Asta elimină G10 și te obligă către FR4 sau mai mare.
• Verificați cerința UL94. Electronicele de larg consum, sistemele electrice ale vehiculelor și multe standarde industriale impun V-0. Doar FR4 și FR5 îl satisfac.
• Luați în considerare expunerea la umiditate. FR4 absoarbe 0,30% apă după 24 de ore de imersie, G10 absoarbe aproape 0,50%. O podea umedă a plantei necesită o absorbție mai mică.
• Comportamentul la prelucrarea cu greutate. Așchiile FR4 și FR5 sunt mai abrazive decât G10, așa că uzura bucșei de foraj este cu aproximativ 20% mai mare. Plan pentru scule din carbură.

Controlul calității și procesării

Marcatorii cheie de calitate pentru foile din fibră de sticlă epoxidică sunt consistența conținutului de rășină, conținutul de goluri și stabilitatea dimensională după prelucrare.

Un laminat din pânză de sticlă epoxidică bine realizată menține conținutul de rășină în ±2% pe suprafața foii. Distribuția de rășină în afara specificațiilor creează puncte fierbinți locale, rezistență dielectrică neuniformă și deformare după frezarea CNC. Raportul rășină-fibră contează deoarece controlează în mod direct calitatea legii dintre straturi și capacitatea materialului de a rezista la ciclurile termice. Acest ghid tehnic pentru raporturile rășină-fibră preimpregnată epoxidică acoperă aceiași parametri de control în formă preimpregnată.

La aprovizionarea cu folie de izolare, verificați aceste controale de producție:

• Densitate între 1,85 și 2,0 g/cm³ în funcție de conținutul de sticlă.
• Conținut de goluri sub 0,5% pentru izolația de înaltă tensiune. Pungile de aer microscopice sunt cauza principală a defecțiunilor dielectrice.
• Calitatea marginilor după prelucrare. Delaminarea sau micro-fisurile pe marginile tăiate sunt un mod obișnuit de defecțiune în componentele izolate.

Fibră de carbon epoxidică preimpregnată În prezent, 70% din produsele compozite avansate sunt fabricate din preimpregnate care sunt stivuite și întărite. Preimpregnatele sunt produse semifabricate care sunt depozitate si preparate dupa f... Vizualizare produs →

Dongli New Materials operează o instalație de 32.000 m² cu ateliere cu temperatură constantă și o cameră curată de 100.000 de clasă. Mediul camerei curate ajuta la prevenirea contaminării cu particule de suprafața laminată în timpul întinderii și presării.

Întrebări frecvente

Care este diferența dintre G10 și FR4?

G10 este evaluat pentru funcționarea continuă la 105 °C cu inflamabilitate UL94 HB, în timp ce FR4 acceptă 135 °C și îndeplinește UL94 V-0. Pentru echipamentele electrice aflate sub stres termic, FR4 este alegerea mai sigură.

Se pot folosi foi din fibră de sticlă epoxidică în aer liber?

Laminatele epoxidice nu sunt stabile la UV și se vor degrada la suprafață după lumina directă prelungită a soarelui. Folosiți-le în interior sau aplicați un strat de protecție rezistent la UV.

Ce înseamnă FR4?

FR4 înseamnă Flame Retardant grad 4 în sistemul NEMA. Folosește rășină epoxidică cu aditivi bromurați ignifugă și este materialul standard pentru izolația pe bază de PCB.

Cum știu de ce grad are nevoie de aplicația mea?

Comparați trei numere: cea mai ridicată temperatură continuă a aerului la piesa, cerințele UL94 și expunerea la umiditate. Apoi potriviți-le cu tabelul de note. Un producător de material poate efectua teste de rezistență dielectrică pe mostre pentru a confirma alegerea.