UL 94V-0 проти UL 94V-1: що означає ця різниця для застосування у друкованих платках (PCB)

Класифікація матеріалів за ступенем горючості є критичним, але часто недооцінюваним аспектом проектування друкованих плат (PCB). Серед найпоширеніших стандартів — UL 94 , який класифікує пластмаси та полімерні матеріали залежно від їхньої поведінки під час горіння при впливі полум’я. У межах цього стандарту UL 94V-0 та UL 94V-1 особливо важливі для друкованих плат, шаруватих матеріалів (ламінатів) та ізоляційних компонентів.

Розуміння різниці між цими двома класифікаціями допомагає інженерам досягти балансу між безпекою, відповідністю вимогам, надійністю та вартістю.

Огляд вертикального випробування на горючість за стандартом UL 94

UL 94 — це стандарт горючості пластмас, розроблений компанією Underwriters Laboratories (UL). Класифікації з літерою «V» (вертикальні) оцінюють поведінку матеріалу при вертикальному розташуванні з подальшим впливом відкритого полум’я.

Під час випробування:

· Полум’я застосовується до матеріалу двічі

· Після кожного застосування вимірюються тривалість горіння після видалення полум’я, тривалість тління та поведінка краплення матеріалу

· Бавовна, розміщена під зразком, перевіряє, чи розплавлені краплі викликають вторинне загоряння

Найпоширеніші вертикальні класи пожежної небезпеки для матеріалів, пов’язаних із друкованими платами, — це V-0 та V-1.

Пояснення UL 94V-0 (переважний стандарт для друкованих плат)

UL 94V-0 — це найбільш суворий вертикальний клас пожежної небезпеки, який зазвичай використовується в електроніці.

Головні вимоги:

· Полум’я гасне протягом 10 секунд після запалювання

· Відсутні палаючі краплі які можуть запалити бавовну

· Обмежений загальний час горіння при кількох запалюваннях

Чому клас UL 94V-0 має значення в проектуванні друкованих плат

ПЛП працюють у середовищах, де електричні несправності, перегрівання компонентів та дугові розряди є можливими. Клас стійкості до горіння V-0 значно зменшує ризик того, що локальна несправність переросте в тривалий пожежний процес.

Типові сфери застосування ПЛП:

· Ламінати FR-4 (стандартна основа для ПЛП)

· ПЛП високої щільності

· Плати силової електроніки

· Системи управління акумуляторами

· Побутова електроніка, що вимагає регуляторного схвалення

Через свою вищу стійкість до вогню, UL 94V-0 часто вимагається для відповідності стандартам безпеки таким як IEC, EN та регуляторні сертифікації, що застосовуються в побутовій та промисловій електроніці.

Пояснення UL 94V-1 (обмежене використання в друкованих платах)

UL 94V-1 є менш суворим, але все ж забезпечує базову стійкість до полум’я.

Головні вимоги:

· Полум’я гасне протягом 30 секунд

· Допускаються горючі краплі, за умови, що вони не підпалюють бавовну

· Більший допустимий загальний час горіння після видалення джерела полум’я

Місця, де UL 94V-1 може зустрічатися в системах друкованих плат

Хоча матеріали класу V-1 рідко використовуються для основної основи друкованої плати, їх можна застосовувати для:

· Плати низької потужності або низької напруги

· Внутрішні ізоляційні опори

· З’єднувачі, дистанційні втулки або механічні кріплення

· Вироби, у яких навантаження на пожежу та енергія несправності мінімальні

У зборках друкованих плат матеріали класу V-1, як правило, використовуються лише для некритичні компоненти а не для самого шару ламінату плати.

Прямий порівняльний аналіз застосування друкованих плат

Функція	UL 94V-0	UL 94V-1
Час після пламеня	≤ 10 секунд	≤ 30 секунд
Полум’я, що капає	Не дозволяється	Допускається (обмежено)
Локалізація вогню	Чудово	Середня
Типове використання друкованих плат	Шаруваті матеріали для плат, силова електроніка	Некритичні пластикові деталі
Регуляторне затвердження	Широко прийнято	Обмежений
Вартість	Вище	Нижче

Відповідність вимогам та очікування галузі

Більшість стандартів на друковані плати та сертифікатів на кінцеві вироби неявно або явно передбачають матеріали класу UL 94V-0 , зокрема для:

· Побутова електроніка

· промислового управління

· Медичні прилади

· автомобільної електроніки

· Обладнання для перетворення електроенергії

Використання матеріалу класу V-1 для друкованої плати може:

· Ускладнювати сертифікацію

· Збільшувати відповідальність

· Обмежувати доступ до ринку

· Підвищувати побоювання щодо безпеки під час аварійних режимів роботи

Як результат, Матеріали FR-4 майже універсально мають рейтинг UL 94V-0.

Компроміс між вартістю та безпекою

Матеріали UL 94V-1, як правило, дешевші через:

· Нижчий вміст антипіренів

· Менш суворі вимоги до складу матеріалу

Однак у застосуванні в друкованих платах економія коштів рідко виправдовує збільшений ризик . Пожежа на друкованій платі може призвести до:

· Відкликання продукту

· Невідповідності регуляторним вимогам

· Пошкодження майна

· Шкоди репутації

З цієї причини клас V-1, як правило, уникують для основних матеріалів друкованих плат.

Коротше кажучи:

· Ламінат для друкованих плат → UL 94V-0

· Некритичні пластикові деталі → UL 94V-1 (лише за умови низького ризику)