Iba't ibang Grado ng Epoxy Fiberglass Sheet Ipinaliwanag: G10, FR4, G11 at FR5

Para sa isang 400V battery pack control box, ang epoxy fiberglass sheet ay hindi isang solong materyal - tinutukoy ng grado nito kung ito ay nakaligtas ng 40,000 oras ng thermal cycling o nabigo sa unang buwan.

Ang epoxy fiberglass sheet, na tinatawag ding epoxy glass cloth laminate, ay ginawa sa pamamagitan ng pagsasalansan ng mga layer ng hinabing fiberglass na tela na pinapagbinhi ng epoxy resin at pagpindot sa mga ito sa ilalim ng init at presyo. Ang resulta ay isang matibay na insulation board na ginagamit sa mga lithium battery pack, mga de-koryenteng kagamitan, mga PCB fixture, at mga bahagi ng transformer. Ngunit hindi lahat ng sheet ay gumagana ng pareho. Ang grado ng NEMA - G10, FR4, G11, o FR5 - ay tumutukoy sa resin system, maximum na tuluy-tuloy na temperatura, at flame retardancy.

         Ang UL94 V-0 at Class F (155°C) ay ang dalawang pinakakaraniwang pamantayan sa pagtanggap sa modernong kagamitang elektrikal.       

Ano ang Tinutukoy ng Epoxy Fiberglass Sheet Grade?

Ang mga grado ng epoxy fiberglass sheet ay tinutukoy ng resin system, glass transition temperature (Tg), thermal class, at dielectric na pagganap.

Ang mga pagtatalaga ng NEMA tulad ng G10 at FR4 ay hindi mga termino sa pagba-brand. Ang mga ito ay mga standardized na rating na tumutukoy kung paano kumikilos ang isang laminate sa ilalim ng init, apoy, at boltahe na stress. Ang tatlong parameter na pinakamahalaga:

Patuloy na Operating Temperatura

Ang thermal class ay nagtatakda ng pinakamataas na temperatura kung saan ang sheet ay maaaring tumakbo nang walang katiyakan. Sinusuportahan ng G10 ang 105°C (Class A), sinusuportahan ng FR4 ang 135°C (Class B), sinusuportahan ng G11 ang 150°C (Class F), at sinusuportahan ng FR5 ang 170°C (Class F).

UL94 na Marka ng Flammability

Sinusukat ng UL94 kung gaano kabilis namamatay ang isang materyal pagkatapos mag-apoy. Ang FR4 at FR5 ay may V-0 na rating, ibig sabihin, namamatay sila sa loob ng wala pang 10 segundo. HB lang ang rating ng G10 at G11.

Lakas ng Dielectric

Ito ang boltahe kung saan nasira ang materyal. Ang mataas na boltahe na pagkakabukod ay may mga halagang higit sa 10 kV/mm. Kung mas mataas ang pagkakapare-pareho ng nilalaman ng resin, mas maaasahan ang dielectric na landas sa buong sheet.

Sa Dongli New Materials, ang epoxy glass fiber insulation board ay ginawa na may mahigpit na kinokontrol na nilalaman ng resin at isang sinusubaybayang pressing thermal profile. Binabawasan nito ang mga panloob na walang bisa na maaaring kumilos bilang mga electrical breakdown path sa mga high-voltage na application.

Ang Apat na Pangunahing Marka sa isang Sulyap

Ang apat na pinakakaraniwang epoxy fiberglass sheet na may grado ay G10, FR4, G11, at FR5, bawat isa ay na-standardize sa iba pang temperatura, flame-retardant, at mekanikal na mga kinakailangan.

105°C G10 Tuloy-tuloy

135°C FR4 Tuloy-tuloy

150°C G11 Tuloy-tuloy

170°C FR5 Tuloy-tuloy

Epoxy Resin Glassfiber Insulation Board Arc resistance: 180 segundo nang walang tracking (ASTM D495), na tinukoy para sa high-voltage switchgear at contactor. Tingnan ang Produkto →

Ang G10 at ang katumbas nitong IEC na EPGC201 ay mga pangkalahatang layuning grado na na-rate para sa tuluy-tuloy na serbisyo ng 105°C. Nag-aalok ang mga ito ng malakas na mekanikal na pagganap ngunit isang UL94 HB rating lamang, na naglilimita sa mga ito sa mga application na naganap ng self-extinguishing na gawi.

Ang FR4 ay ang pinakamalawak na tinukoy na grado para sa elektrikal at elektronikong pagkakabukod. Mayroon itong UL94 V-0 na rating at nananatiling dimensional na stable sa 135°C. Ang FR4 ay ang default na pagpipilian para sa insulation ng PCB, mga separator ng battery pack, at mga control board mounting plate.

Ang G11 ay isang mataas na temperatura, mataas na lakas na grado na na-rate para sa 150°C. Naghahatid ito ng superyor na flexural strength at ginagamit sa aerospace at mabigat na kagamitang pang-industriya kung saan ang paglaban sa init ay higit na mahalaga kaysa sa pag-retardancy ng apoy.

Pinagsasama ng FR5 ang thermal performance ng G11 sa flame retardancy ng FR4. Pinahihintulutan nito ang tuluy-tuloy na operasyon sa 170°C at tinukoy sa mga traction inverters at high-power electronics.

Patuloy na Operating Temperatura Comparison (°C)

G10

105°C

FR4

135°C

G11

150°C

FR5

170°C

Paghahambing ng ari-arian ng G10, FR4, G11, at FR5 na mga grado ng epoxy fiberglass sheet
Ari-arian	G10	FR4	G11	FR5
Patuloy na temp	105°C	135°C	150°C	170°C
UL94 na rating	HB	V-0	HB	V-0
Lakas ng dielectric	10 kV/mm	12 kV/mm	12 kV/mm	14 kV/mm
Pagsipsip ng tubig	0.50%	0.30%	0.40%	0.30%
Flexural na lakas	400 MPa	450 MPa	430 MPa	460 MPa

Bagama't karaniwan pa rin ang G10 sa murang mga bahagi ng insulation, higit na pinalitan ito ng FR4 sa mga PCB fixture at mga bahagi ng battery pack dahil kinakailangan ng V-0. Ang G11 at FR5 ay nakalaan para sa mga application kung saan ang init ang pangunahing hadlang - karaniwang aerospace, traction inverters, o welding equipment.

Paano Pumili ng Tamang Marka

Piliin ang grado ng epoxy fiberglass sheet sa pamamagitan ng paghahambing ng tatlong hadlang: patuloy na temperatura ng pagpapatakbo, kinakailangan sa UL94 na flammability, at pagkakalantad sa pagganap.

Magsimula sa patuloy na temperatura. Ang isang selyadong enclosure na may mga power resistors ay madaling umabot sa 110°C na temperatura ng hangin. Tinatanggal nito ang G10 at pinipilit kang tungo sa FR4 o mas mataas.
Suriin ang kinakailangan ng UL94. Ang mga consumer electronics, mga electrical system ng sasakyan, at maraming pamantayang pang-industriya ay nag-uutos ng V-0. Tanging FR4 at FR5 lamang ang nakakasatisfy nito.
Isaalang-alang ang pagkakalantad sa resulta. Ang FR4 ay sumisipsip ng 0.30% na tubig pagkatapos ng 24 na oras na paglulubog, ang G10 ay sumisipsip ng halos 0.50%. Ang isang mahalumigmig na sahig ng halaman ay nangyayari ng mas mababang pagsipsip.
Pag-uugali ng weight machining. Ang FR4 at FR5 chips ay mas abrasive kaysa sa G10, kaya ang drill bushing wear ay tumatakbo nang humigit-kumulang 20% na mas mataas. Magplano para sa carbide tooling.

Lumipat ang isang tagagawa ng lithium battery pack mula sa G10 patungo sa FR4 pagkatapos ipakita ang thermal testing na umabot sa 145°C ang insulation surface sa panahon ng 2C fast charging, na lumampas sa tuloy-tuloy na rating na 105°C. Ang FR4 board ay pumasa sa parehong pagsubok na may 12°C margin.

Quality Control at Processing

Ang pangunahing mga marker ng kalidad para sa epoxy fiberglass sheet ay resin content consistency, void content, at dimensional stability pagkatapos ng machining.

Ang isang mahusay na ginawang epoxy glass cloth laminate ay nagtataglay ng nilalaman ng resin sa loob ng ±2% sa ibabaw ng sheet. Lumilikha ang off-spec resin distribution ng mga lokal na hotspot, hindi pare-parehong dielectric strength, at warping pagkatapos ng CNC milling. Mahalaga ang resinto-fiber ratio dahil kinokontrol nito ang kalidad ng bono sa pagitan ng mga layer at ang kakayahan ng materyal na makatiis sa thermal cycling. Ang teknikal na gabay na ito sa epoxy prepreg resin-to-fiber ratios sumasaklaw sa parehong mga parameter ng kontrol sa prepreg form.

Kapag kumukuha ng insulation sheet, i-verify ang mga kontrol sa produksyon na ito:

Density sa pagitan ng 1.85 at 2.0 g/cm³ depende sa nilalaman ng salamin.
Walang laman ang nilalaman sa ibaba 0.5% para sa mataas na boltahe na pagkakabukod. Ang mga microscopic air pocket ay ang sanhi ng pagkasira ng dielectric.
kalidad ng gilid pagkatapos ng machining. Ang delamination o micro-crack sa mga cut edge ay isang karaniwang failure mode sa mga bahagi ng insulation.

Epoxy Carbon Fiber Prepreg Sa kasalukuyan, 70% ng mga advanced na composite na produkto ay gawa sa mga prepreg na nakasalansan at gumaling. Ang prepregs ay mga semi-tapos na produkto na iniimbak at inihanda pagkatapos ng f... Tingnan ang Produkto →

Ang Dongli New Materials ay nagpapatakbo ng isang 32,000 m² na mayroong patuloy na workshop sa temperatura at isang 100,000-class na cleanroom. Ang kapaligiran ng malinis na silid ay nakakatulong na maiwasan ang kontaminasyon ng particulate sa laminate surface sa panahon ng layup at pagpindot.

FAQ

Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng G10 at FR4?

Ang G10 ay na-rate para sa 105°C tuloy-tuloy na serbisyo na may UL94 HB flammability, habang sinusuportahan ng FR4 ang 135°C at nakakatugon sa UL94 V-0. Para sa mga de-koryenteng kagamitan sa ilalim ng thermal stress, ang FR4 ay mas ligtas na pagpipilian.

Maaari bang gamitin ang mga epoxy fiberglass sheet sa labas?

Ang mga epoxy laminate ay hindi UV-stable at mababawasan ito sa ibabaw pagkatapos ng matagal na nagpapadala ng sikat ng araw. Gamitin ang mga ito sa loob ng bahay o lagyan ng UV-resistant protective coating.

Ano ang ibig sabihin ng FR4?

Ang FR4 ay sa Flame Retardant grade 4 sa sistema ng NEMA. Gumagamit ito ng epoxy resin na may brominated flame-retardant additives at karaniwang materyal para sa PCB base insulation.

Paano ko malalaman kung aling grado ang kailangan ng aking aplikasyon?

Paghambingin ang tatlong numero: ang iyong pinakamataas na tuluy-tuloy na temperatura ng hangin sa bahagi, ang iyong mga kinakailangan sa UL94, at pagkakalantad sa pagganap. Pagkatapos ay itugma ang mga ito sa antas ng grado. Ang isang tagagawa ng materyal ay maaaring magpatakbo ng mga pagsusuri sa lakas ng dielectric sa mga sample upang makumpirma ang pagpili.