Wenn Sie schon einmal durch eine PCB-Produktionsanlage gegangen sind, sind Ihnen vielleicht die Stapel aus glattem, braunem Kraftpapier aufgefallen, die als wichtige Zwischenschicht in der Heißpressphase der Leiterplattenproduktion verwendet werden. Als Lieferant vonPCB Heißgepresstes Kraftpapier, wird mir von Ingenieuren, Produktionsleitern und Qualitätskontrollteams eine Frage mehr als jede andere gestellt: „Wie hoch ist die Entflammbarkeitsklasse Ihres PCB-heißgepressten Kraftpapiers?“ Das ist eine berechtigte Frage – bei der Herstellung von Leiterplatten sind hohe Temperaturen, Drücke und brennbare Harzsysteme erforderlich. Daher ist es nicht nur eine Spezifikation, sondern eine Notwendigkeit für Sicherheit und Zuverlässigkeit, zu wissen, wie sich Materialien unter Hitze verhalten. Lassen Sie uns genau erklären, was diese Bewertung bedeutet, wie wir sie testen und warum sie für Ihre Linie wichtig ist.
Lassen Sie uns zunächst eine Grundlinie festlegen: Wenn wir im Zusammenhang mit PCB-Materialien über Entflammbarkeit sprechen, sprechen wir nicht über normales Haushaltskraftpapier. UnserPCB Heißgepresstes Kraftpapierwurde speziell für den PCB-Prozess entwickelt und enthält wesentlich mehr Bestandteile als das Papier, das Sie zum Verpacken von Geschenken verwenden. Im Gegensatz zu herkömmlichem Kraftpapier, das bei relativ niedrigen Temperaturen zur Entzündung neigt, wird unser Produkt so behandelt und formuliert, dass es strengen Industriestandards entspricht, die regeln, wie es auf Flammen und anhaltende Hitze reagiert.
Um zur Bewertung zu gelangen, müssen wir über die Tests sprechen, die Standards für die Entflammbarkeit von Leiterplatten definieren. Die beiden für diese Anwendung am häufigsten verwendeten sind UL 94 und IEC 60695. UL 94 ist eine Reihe von Tests von Underwriters Laboratories, die Kunststoff- und Verbundmaterialien danach kategorisieren, wie sie nach dem Einwirken einer kleinen Flamme brennen. IEC 60695 ist das internationale Äquivalent, das für die weltweite Einhaltung verwendet wird. Daher ist es wichtig zu beachten, dass unsere Materialien sowohl für Kunden, die nordamerikanische als auch europäische Märkte bedienen, beide Anforderungen erfüllen.
Für unser PCB-heißgepresstes Kraftpapier bieten wir die Entflammbarkeitsklasse UL 94 V-0 an, die höchste Einstufung für dünne, starre oder flexible Materialien, die in elektrischen Anwendungen verwendet werden. Lassen Sie mich erklären, was das eigentlich bedeutet, denn es herrscht große Verwirrung darüber, was V-0 bedeutet. Wenn eine Materialprobe 10 Sekunden lang einer 20-mm-Flamme ausgesetzt wird, muss die Gesamtbrennzeit nach dem Entfernen der Flamme weniger als 10 Sekunden betragen. Außerdem sind keine brennenden Tropfen erlaubt – diese Tropfen wären gefährlich, da sie auf andere Komponenten oder Materialien in der Presse fallen und Sekundärbrände verursachen könnten. Schließlich kann die Probe nicht bis zur Halteklammer durchbrennen und es gibt kein Glühen, das länger als 30 Sekunden nach dem Entfernen der Flamme anhält. Das ist eine hohe Messlatte, die wir im Laufe der Jahre als Lieferant hunderte Male auf die Probe gestellt haben.
Ich sollte klarstellen, dass manchmal die Bewertung von Zwischenschicht-Kraftpapier mit der des endgültigen heißgepressten Kartons verwechselt wird. UnserPCB-Heißpress-Zwischenschichtpapierhat die gleiche Kernentflammbarkeitsformulierung wie das endgültige heißgepresste Kraftpapier, das wir für die Kernschicht des Kartons liefern. Das Zwischenschichtpapier ist die Folie, die während des Heißpresszyklus zwischen Schichten aus Kupferfolie und Prepreg gelegt wird, um eine Haftung zwischen unerwünschten Schichten zu verhindern und den Harzfluss zu kontrollieren, sodass es den gleichen hohen Temperaturen ausgesetzt ist wie das endgültige Kernmaterial. Das bedeutet, dass die Entflammbarkeit identisch ist, was wichtig ist, denn wenn die Zwischenschicht beim Pressen Feuer fängt, kann dies eine ganze Charge Bretter ruinieren und ein Sicherheitsrisiko für Ihr Team darstellen.
Warum ist das nun wichtiger als nur das Bestehen einer Prüfung? Lassen Sie uns über die reale Leistung einer Leiterplatten-Produktionslinie sprechen. Wenn Sie einen Heißpresszyklus durchführen, liegen die Temperaturen für Standard-FR-4-Platten typischerweise zwischen 170 °C und 180 °C (338 °F bis 356 °F). Das liegt weit unter der Zündtemperatur unseres PCB-heißgepressten Kraftpapiers, die bei etwa 240 °C (464 °F) liegt. Dieser Spalt ist von entscheidender Bedeutung – er bedeutet, dass sich das Papier unter normalen Betriebsbedingungen nicht entzündet, selbst wenn es in der Druckmaschine zu einem geringfügigen Temperaturanstieg kommt. Wir haben es auch auf dauerhafte Hitzeeinwirkung bei 200 °C über 72 Stunden getestet und das Material zeigt keine Anzeichen von Verkohlung, Verformung oder Verlust seiner strukturellen Integrität, was ein Problem darstellen würde, wenn das Papier zu zerfallen beginnt und brennbare Gase freisetzt.
Ich habe gesehen, was passiert, wenn ein Material keine feste Entflammbarkeitsbewertung hat. Zu Beginn meiner Karriere als Materialingenieur arbeitete ich mit einem Lieferanten zusammen, der Standard-Kraftpapier für Zwischenschichten in einer PCB-Prototyplinie verwendete. Während eines Presszyklus mit einem geringfügigen Fehler bei der Temperaturregelung entzündete sich das Papier, schmolz die Kupferfolie, verzog sich in den Glasfaserschichten und stoppte die Produktion für drei Tage. Die Kosten waren nicht nur auf die zerstörten Platinen zurückzuführen, sondern auch auf die verlorene Zeit, die Aufräumarbeiten und die anschließende Sicherheitsüberprüfung. Deshalb investieren wir in die Prüfung jeder unserer ChargenPCB Heißgepresstes KraftpapierUm sicherzustellen, dass es die UL 94 V-0-Einstufung erfüllt, gibt es keine Ausnahmen. Wir machen keine Abstriche bei der Formulierung oder beim Testen, weil wir die Kosten einer falschen Vorgehensweise gesehen haben.
Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Brennbarkeitsbewertungen keine Einheitsgröße sind. Einige Anwendungen erfordern eine etwas andere Formulierung, auch wenn die Kernbewertung gleich bleibt. Wenn Sie beispielsweise Hochfrequenz-Leiterplatten herstellen, die eine höhere Dimensionsstabilität erfordern, können wir den Harzgehalt des Kraftpapiers anpassen, um die V-0-Bewertung beizubehalten und gleichzeitig die Dimensionskontrolle zu verbessern. Wir arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen, um ihre spezifischen Produktionsbedingungen, Presstemperaturen und Endproduktanforderungen zu verstehen und sicherzustellen, dass das von uns gelieferte Material nicht nur den Anforderungen der Entflammbarkeit entspricht, sondern auch für ihre Linie optimiert ist.
Ich bekomme auch Fragen dazu, wie sich der Heißpressprozess auf die Brennbarkeitsbewertung auswirkt. Schließlich wird das Papier bei hoher Temperatur und hohem Druck mit Harz gepresst. Ändert das also seine Leistung? Die kurze Antwort lautet: Nein, nicht, wenn es unser Material ist. Unser heißgepresstes PCB-Kraftpapier wird während der Herstellung mit flammhemmenden Zusatzstoffen behandelt, die in die Zellulosestruktur eingebunden und nicht nur auf die Oberfläche aufgetragen werden. Das bedeutet, dass die Zusatzstoffe während des Heißpresszyklus nicht auslaugen oder abgebaut werden – sie bleiben im Papier, sodass der Kern des fertig gepressten Kartons die gleiche V-0-Bewertung aufweist wie das von uns gelieferte Rohpapier. Um dies zu bestätigen, testen wir sowohl Rohmaterial als auch gepresste Proben nebeneinander, weshalb wir von unserer Aussage überzeugt sind.
Ein weiterer Punkt, der klargestellt werden muss: Manchmal verwechseln Menschen die Einstufung der Brennbarkeit mit „nicht brennbar“. Kein Material ist wirklich nicht brennbar, aber ein V-0-zertifiziertes Material ist selbstverlöschend. Das heißt, wenn eine kleine Flamme darauf gelegt wird, hört es auf zu brennen, sobald die Flamme entfernt wird, ohne dass brennende Tropfen entstehen. Für die Leiterplattenproduktion ist das genau das, was Sie wollen – wenn beim Pressen der seltene Fall auftritt, dass ein Funke oder eine kleine Flamme mit dem Papier in Kontakt kommt, kann es sich nicht ausbreiten. Die anderen Bewertungen, wie V-1 oder V-2, sind niedriger, mit längeren Brennzeiten und zugelassenen brennenden Tropfen, was für die Leiterplattenfertigung in großen Stückzahlen, bei der der Brandschutz oberste Priorität hat, nicht akzeptabel ist.
Lassen Sie uns darüber sprechen, wie wir unsere Materialien testen, denn Transparenz ist wichtig. Wir versenden jede neue ChargePCB Heißgepresstes Kraftpapieran ein unabhängiges, externes Testlabor, das für UL 94 und IEC 60695 akkreditiert ist. Wir führen keine internen Tests durch, da die Validierung durch Dritte das Vertrauen unserer Kunden schafft. Das Labor führt die genauen Protokolle durch, die ich zuvor erwähnt habe: Anlegen einer 20-mm-Flamme für 10 Sekunden, Messen der Brenndauer nach dem Entfernen der Flamme, Prüfen auf Tropfen und Überprüfen, dass das Material nicht über die Halteklammer hinaus brennt. Wir bewahren Kopien aller Testaufzeichnungen auf und stellen sie unseren Kunden auf Anfrage zur Verfügung, sodass Sie sicher sein können, dass das Material, das Sie erhalten, den Spezifikationen entspricht.
Verbinden wir dies nun mit unserer RollePCB-Heißpress-Zwischenschichtpapierdabei. Die Zwischenschicht ist eine dünne, flexible Folie, die zwischen den einzelnen Schichten des Leiterplattenaufbaus liegt. Seine Aufgabe besteht darin, eine unbeabsichtigte Haftung zwischen Kupferfolie und Prepreg-Schichten während des Pressens zu verhindern und den Harzfluss so zu steuern, dass die Abmessungen der Platine konstant bleiben. Da es der gleichen Hitze und dem gleichen Druck ausgesetzt ist wie das Kernkraftpapier, muss es auch die gleiche Entflammbarkeitsleistung aufweisen. Wir haben unser Zwischenschichtpapier so formuliert, dass es die gleiche UL 94 V-0-Einstufung aufweist. Unabhängig davon, ob Sie es für eine 2-lagige oder eine 20-lagige Platine verwenden, ist jede Komponente des Stapels vor Flammen geschützt.
Ich weiß, dass Datenblätter für Produktionsteams verwirrend sein können und voller Fachjargon sind, der sich nicht immer auf die tatsächliche Leistung übertragen lässt. Wenn ein Kunde nach unserer Entflammbarkeitsbewertung fragt, sage ich nicht nur „V-0“, sondern erläutere ihm auch, was das für seine Produktlinie bedeutet. Wenn Sie beispielsweise eine Druckmaschine betreiben, die rund um die Uhr läuft, müssen Sie sich keine Sorgen machen, dass ein kleiner Temperaturanstieg einen Brand verursachen könnte. Wenn Sie mit Großserien arbeiten, bei denen eine einzelne Charge kaputter Platinen Zehntausende von Dollar kosten kann, können Sie darauf vertrauen, dass unser Material nicht in Flammen aufgeht und Ihnen den Tag ruiniert. Das ist der Wert einer konsistenten, geprüften Entflammbarkeitsbewertung – Sie müssen sich um eine Sache weniger Sorgen machen, wenn Sie einen engen Produktionsplan verwalten.
Ich habe auch mit Kunden zusammengearbeitet, die in Branchen mit strengen gesetzlichen Anforderungen tätig sind, etwa in der Automobil- oder Luft- und Raumfahrtindustrie, wo die Entflammbarkeit von Leiterplatten durch ISO-Normen geregelt ist. Unser Material erfüllt nicht nur UL 94 V-0, sondern auch die Norm IEC 60695-11-10, die für viele europäische und Luft- und Raumfahrtanwendungen erforderlich ist. Wir halten mit diesen sich ändernden Standards Schritt und aktualisieren unsere Formulierungen und Tests, um die Konformität zu gewährleisten, damit unsere Kunden sich nicht um einen Materialwechsel bemühen müssen, wenn eine neue Verordnung in Kraft tritt.
Lassen Sie uns ein weit verbreitetes Missverständnis ausräumen: Einige Ingenieure glauben, dass die Zugabe von Flammschutzmitteln zu Kraftpapier dessen mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit oder Flexibilität beeinträchtigt, die für die Handhabung in der Presse wichtig sind. Das ist bei unserem Material nicht der Fall. Wir haben die flammhemmende Formulierung so ausbalanciert, dass die hohe Zugfestigkeit erhalten bleibt, die zum Durchziehen durch den Pressenstapel erforderlich ist, sowie die Flexibilität, sich selbst an die komplexesten Plattendesigns anzupassen. Außerdem prüfen wir bei jeder Charge Zugfestigkeit und Bruchdehnung, sodass unser Material nicht nur die Entflammbarkeitstests besteht, sondern auch für Ihren Produktionsprozess geeignet ist.
Wenn Sie PCB-heißgepresstes Kraftpapier kaufen, empfehle ich Ihnen, nach den Aufzeichnungen über die Entflammbarkeitsprüfung zu fragen. Jeder Anbieter kann eine Bewertung beanspruchen, aber tatsächliche Testdaten von Drittanbietern sind es, was die zuverlässigen von denen unterscheidet, die Abstriche machen. Wenn Sie bei uns Muster anfordern, legen wir eine vollständige Kopie des neuesten Prüfberichts zur Entflammbarkeit sowie Daten zur Zugfestigkeit, zum Harzgehalt und zur Dimensionsstabilität bei, sodass Sie das Material auf Ihrer eigenen Linie testen können, bevor Sie eine Verpflichtung eingehen. Es kam schon vor, dass Kunden von anderen Anbietern wechselten, nachdem sie festgestellt hatten, dass unser Material nicht nur eine solide Entflammbarkeitsbewertung aufweist, sondern auch die Konsistenz ihrer Presszyklen verbessert und Schichtfehlausrichtungen reduziert.
Letztendlich ist die Entflammbarkeitsbewertung von PCB-heißgepresstem Kraftpapier mehr als nur eine Zeile auf einem Datenblatt – sie ist ein entscheidender Faktor für die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Rentabilität Ihrer Produktionslinie. Wenn Sie sich für ein Material mit einer bewährten UL 94 V-0-Einstufung entscheiden, verringern Sie die Brandgefahr, minimieren das Risiko beschädigter Chargen und stellen sicher, dass Ihre Platinen die gesetzlichen Anforderungen Ihres Marktes erfüllen. Wenn Sie Fragen zu unserem habenPCB Heißgepresstes KraftpapieroderPCB-Heißpress-ZwischenschichtpapierWenn Sie Muster anfordern oder Ihre spezifischen Produktionsanforderungen besprechen möchten, sind wir für Sie da. Wir haben mit Leiterplattenherstellern jeder Größe zusammengearbeitet, von kleinen Prototypenbetrieben bis hin zu großen Massenproduzenten, und sind bereit, die richtige Lösung für Ihren Betrieb zu finden. Zögern Sie nicht, sich an uns zu wenden, um ein Gespräch darüber zu beginnen, wie unsere Materialien die Sicherheit und Leistung Ihrer Linie unterstützen können.
Referenzen
UL 94-Standard für Sicherheit und Entflammbarkeit von Kunststoffmaterialien für Teile in Geräten und Geräten, Underwriters Laboratories, 2020.
IEC 60695-11-10:2019, Prüfung der Brandgefahr – Teil 11-10: Prüfflammen – Testmethode mit vertikaler Flamme von 20 mm, Internationale Elektrotechnische Kommission, 2019.
Grundlagen des PCB-Herstellungsprozesses, IPC Association Connecting Electronics Industries, 2021.
Entflammbarkeitseigenschaften von Elektroisoliermaterialien auf Zellulosebasis, Journal of Applied Polymer Science, Bd. 128, Nr. 3, 2013, S. 1689–1695.
