다양한 등급의 에폭시 유리 섬유 시트 설명: G10, FR4, G11 및 FR5

400V 배터리 팩 제어 상자의 경우 에폭시 유리 섬유 시트는 단일 재료가 아닙니다. 등급에 따라 40,000시간의 열 순환을 견딜 수 있는지 또는 첫 달 안에 실패할지 여부가 결정됩니다.

에폭시 유리 천 라미네이트라고도 불리는 에폭시 유리 섬유 시트는 에폭시 수지를 함침시킨 직조 유리 섬유 천을 층층이 쌓아 열과 압력을 가하여 만들어집니다. 그 결과 리튬 배터리 팩, 전기 장비, PCB 고정 장치 및 변압기 부품에 사용되는 견고한 절연 보드가 탄생했습니다. 그러나 모든 시트가 동일한 성능을 발휘하는 것은 아닙니다. NEMA 등급(G10, FR4, G11 또는 FR5)은 수지 시스템, 최대 연속 온도 및 난연성을 정의합니다.

에폭시 유리 섬유 시트 등급을 정의하는 것은 무엇입니까?

에폭시 유리섬유 시트 등급은 수지 시스템, 유리 전이 온도(Tg), 열 등급 및 유전 성능에 따라 정의됩니다.

G10 및 FR4와 같은 NEMA 명칭은 브랜드 용어가 아닙니다. 이는 열, 화염 및 전압 스트레스 하에서 라미네이트가 어떻게 작동하는지를 지정하는 표준화된 등급입니다. 가장 중요한 세 가지 매개변수는 다음과 같습니다.

연속 작동 온도

열 등급은 시트가 무한정 작동할 수 있는 최대 온도를 설정합니다. G10은 105°C(클래스 A), FR4는 135°C(클래스 B), G11은 150°C(클래스 F), FR5는 170°C(클래스 F)를 지원합니다.

UL94 가연성 등급

UL94는 점화 후 물질이 얼마나 빨리 소멸되는지를 측정합니다. FR4 및 FR5는 V-0 등급을 가지며, 이는 10초 이내에 자체 소화된다는 의미입니다. G10과 G11은 HB 등급입니다.

유전 강도

이는 물질이 분해되는 전압입니다. 고전압 절연에는 10kV/mm 이상의 값이 필요합니다. 수지 함량의 일관성이 높을수록 시트 전체에 걸친 유전 경로의 신뢰성이 높아집니다.

Dongli New Materials에서 에폭시 유리 섬유 단열 보드는 엄격하게 제어된 수지 함량과 모니터링된 압착 열 프로파일을 사용하여 제조됩니다. 이는 고전압 애플리케이션에서 전기적 항복 경로로 작용할 수 있는 내부 보이드를 줄입니다.

4가지 주요 등급 개요

가장 일반적인 네 가지 에폭시 유리 섬유 시트 등급은 G10, FR4, G11 및 FR5이며, 각각은 서로 다른 온도, 난연성 및 기계적 요구 사항에 맞게 표준화되어 있습니다.

에폭시 수지 유리 섬유 절연 보드 내아크 저항: 추적 없이 180초(ASTM D495), 고전압 스위치기어 및 접촉기에 대해 지정됩니다. 제품보기 →

G10 및 IEC와 동등한 EPGC201은 105°C 연속 서비스 등급의 범용 등급입니다. 이 제품은 강력한 기계적 성능을 제공하지만 UL94 HB 등급만 제공하므로 자기 소화 동작이 필요한 응용 분야에서는 제한됩니다.

FR4는 전기 및 전자 절연에 대해 가장 널리 지정된 등급입니다. UL94 V-0 등급을 획득했으며 135°C에서 치수 안정성을 유지합니다. FR4는 PCB 절연체, 배터리 팩 분리기 및 제어 보드 장착 플레이트에 대한 기본 선택입니다.

G11은 150°C 정격의 고온, 고강도 등급입니다. 뛰어난 굽힘 강도를 제공하며 난연성보다 내열성이 중요한 항공우주 및 중공업 장비에 사용됩니다.

FR5는 G11의 열 성능과 FR4의 난연성을 결합합니다. 이는 170°C에서 연속 작동을 허용하며 트랙션 인버터 및 고전력 전자 장치에 지정됩니다.

G10은 여전히 저가형 절연 부품에서 일반적이지만, FR4는 V-0 요구 사항으로 인해 PCB 고정 장치 및 배터리 팩 구성 요소에서 G10을 대체했습니다. G11 및 FR5는 열이 주요 제약 사항인 응용 분야(일반적으로 항공우주, 트랙션 인버터 또는 용접 장비)용으로 예약되어 있습니다.

올바른 등급을 선택하는 방법

연속 작동 온도, UL94 가연성 요구 사항 및 습기 노출이라는 세 가지 제약 조건을 비교하여 에폭시 유리 섬유 시트 등급을 선택하십시오.

• 지속적인 온도로 시작하십시오. 전력 저항기가 있는 밀봉된 인클로저는 공기 온도 110°C에 쉽게 도달할 수 있습니다. 그러면 G10이 제거되고 FR4 이상으로 이동하게 됩니다.
• UL94 요구사항을 확인하세요. 가전제품, 차량 전기 시스템 및 많은 산업 표준에서는 V-0을 요구합니다. FR4와 FR5만이 이를 만족합니다.
• 습기 노출을 고려하십시오. FR4는 24시간 침지 후 0.30%의 물을 흡수하고, G10은 거의 0.50%를 흡수합니다. 습한 공장 바닥에서는 흡수율이 낮아집니다.
• 중량 가공 동작. FR4 및 FR5 칩은 G10보다 마모성이 높기 때문에 드릴 부싱 마모가 약 20% 더 높습니다. 카바이드 툴링을 계획합니다.

품질 관리 및 처리

에폭시 유리섬유 시트의 주요 품질 지표는 수지 함량 일관성, 공극 함량 및 가공 후 치수 안정성입니다.

잘 만들어진 에폭시 유리 천 라미네이트는 시트 표면 전체에 걸쳐 수지 함량을 ±2% 이내로 유지합니다. 사양을 벗어난 수지 분포로 인해 국지적인 핫스팟, 불균일한 유전 강도 및 CNC 밀링 후 뒤틀림이 발생합니다. 수지 대 섬유 비율은 층 간의 결합 품질과 열 순환을 견디는 재료의 능력을 직접적으로 제어하기 때문에 중요합니다. 에폭시 프리프레그 수지 대 섬유 비율에 대한 기술 가이드 프리프레그 형태의 동일한 제어 매개변수를 다룹니다.

단열 시트를 조달할 때 다음 생산 관리를 확인하십시오.

• 밀도는 유리 함량에 따라 1.85~2.0g/cm3입니다.
• 고전압 절연의 경우 공극률이 0.5% 미만입니다. 미세한 에어 포켓은 절연 파괴의 주요 원인입니다.
• 가공 후 모서리 품질. 절단된 가장자리의 박리 또는 미세 균열은 단열재 부품의 일반적인 고장 모드입니다.

에폭시 탄소 섬유 프리프레그 현재 고급 복합재 제품의 70%는 적층 및 경화되는 프리프레그로 만들어집니다. 프리프레그는 가공 후 보관 및 준비되는 반제품입니다. 제품보기 →

Dongli New Materials는 항온 작업장과 100,000급 클린룸을 갖춘 32,000m² 규모의 시설을 운영하고 있습니다. 클린룸 환경은 레이업 및 프레싱 중에 라미네이트 표면의 미립자 오염을 방지하는 데 도움이 됩니다.

FAQ

G10과 FR4의 차이점은 무엇입니까?

G10은 UL94 HB 가연성으로 105°C 연속 서비스 등급을 받은 반면, FR4는 135°C를 지원하고 UL94 V-0을 충족합니다. 열 스트레스를 받는 전기 장비의 경우 FR4가 더 안전한 선택입니다.

에폭시 유리섬유 시트를 실외에서 사용할 수 있습니까?

에폭시 라미네이트는 UV에 안정적이지 않으며 장시간 직사광선에 노출되면 표면이 분해됩니다. 실내에서 사용하거나 자외선 차단 보호 코팅을 바르십시오.

FR4는 무엇을 의미하나요?

FR4는 NEMA 시스템의 난연성 등급 4를 나타냅니다. 브롬계 난연 첨가제를 함유한 에폭시 수지를 사용하며 PCB 기초 절연의 표준 소재입니다.

내 지원서에 어떤 등급이 필요한지 어떻게 알 수 있나요?

부품의 최고 연속 공기 온도, UL94 요구 사항, 습기 노출 등 세 가지 숫자를 비교하십시오. 그런 다음 등급표와 대조해 보세요. 재료 제조업체는 샘플에 절연 강도 테스트를 실행하여 선택을 확인할 수 있습니다.