I. เหตุใดการทดสอบบอร์ดไฟเบอร์กลาสอย่างมืออาชีพจึงจำเป็น
1.1 การใช้งานและความเสี่ยงด้านคุณภาพของบอร์ดไฟเบอร์กลาส
บอร์ดไฟเบอร์กลาส (หรือที่รู้จักในชื่อบอร์ดไฟเบอร์กลาสอีพอกซี FR-4, G10, G11 ฯลฯ) เป็นแผงลามิเนตที่ผลิตขึ้นโดยการเชื่อมผ้าใยแก้วเป็นวัสดุเสริมแรงด้วยเมทริกซ์อีพอกซีหรือฟีนอลิกเรซินภายใต้อุณหภูมิและความดันสูง มีความแข็งแรงเชิงกลที่ดีเยี่ยม ฉนวนไฟฟ้า ทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี และความเสถียรของมิติ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายใน: อิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมไฟฟ้า (ตัวเว้นระยะการเจาะ PCB, พาร์ติชันฉนวน, ส่วนประกอบสวิตช์เกียร์), การก่อสร้าง (พาร์ติชันทนไฟ, แผงบุฉนวนผนัง, แผงฝ้าเพดาน), การขนส่งทางรถไฟ (อุปกรณ์ภายใน, แผงด้านหลังเบาะนั่ง), ใบกังหันลม (แผ่น, หมวกคาน), การป้องกันการกัดกร่อนของสารเคมี (วัสดุบุถังเก็บ, แผงตะแกรง) และการโฆษณาและการแสดงผล (การพิมพ์สกรีน พื้นผิว แผงการพิมพ์ดิจิทัล)
ในระหว่างการผลิตและการใช้งาน ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของบอร์ดไฟเบอร์กลาส รวมถึงความแข็งแรงดัดงอ แรงกระแทก อุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อน ระดับการหน่วงไฟ (UL94 V0/V1 หรือ GB 8624 B1/B2) การดูดซับน้ำ ความต้านทานของฉนวน และประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม (การปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ ปริมาณโลหะหนัก) เป็นตัวกำหนดความปลอดภัยและอายุการใช้งานโดยตรง หากการควบคุมคุณภาพไม่ได้รับการบังคับใช้อย่างเข้มงวด สิ่งนี้อาจนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น แผงแตกหักภายใต้ความเครียด การปล่อยควันพิษระหว่างการเผาไหม้ การเสียรูปและความล้มเหลวของฉนวนในสภาพแวดล้อมที่ชื้น และระดับฟอร์มาลดีไฮด์ในอาคารเกินมาตรฐานความปลอดภัย ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพ การว่าจ้างหน่วยงานทดสอบบุคคลที่สามที่ได้รับการรับรอง CMA/CNAS เพื่อออกรายงานถือเป็นขั้นตอนที่จำเป็นสำหรับการยอมรับโรงงาน การยอมรับโครงการ และการผ่านพิธีการส่งออก
1.2 ผลที่ตามมาของการไม่ปฏิบัติตามเกณฑ์การปฏิบัติงานหลัก
- ความแข็งแรงในการดัดงอ/แรงกระแทกไม่เพียงพอ: การแตกหักภายใต้น้ำหนักบรรทุก ก่อให้เกิดอันตรายด้านความปลอดภัยเมื่อใช้กับใบพัดกังหันลมหรือการขนส่งทางรถไฟ
- การไม่ปฏิบัติตามมาตรฐานการหน่วงไฟ: การเผาไหม้อย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับไฟ ไม่ปฏิบัติตามรหัสความปลอดภัยจากอัคคีภัยในอาคาร (ข้อกำหนด GB 8624 Class B1)
- อุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อนต่ำ: อ่อนตัวและเปลี่ยนรูปในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง ส่งผลให้ส่วนประกอบฉนวนอิเล็กทรอนิกส์เสียหาย
- การดูดซึมน้ำสูงเกินไป: การเปลี่ยนแปลงมิติในสภาพแวดล้อมที่ชื้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพของฉนวนลดลง
- การปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์มากเกินไป: แผ่นไฟเบอร์กลาสที่ใช้ในอาคารก่อให้เกิดมลภาวะในอากาศและก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพ
- ความต้านทานของฉนวนต่ำเกินไป: ความเสี่ยงต่อไฟฟ้ารั่วเมื่อใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้า
ครั้งที่สอง ขอบเขตการทดสอบแผ่นใยแก้ว
แผ่นใยแก้วอีพ็อกซี่ (FR-4), แผ่นใยแก้วฟีนอล, แผ่นใยแก้ว G10, แผ่นใยแก้ว G11, แผ่นใยแก้วทนไฟ, แผ่นใยแก้วปลอดฮาโลเจน, แผ่นใยแก้ว CTI สูง, แผ่นใยแก้ว TG สูง, แผ่นใยแก้วนำความร้อนสูง, แผ่นใยแก้วฉนวน, แผ่นคอมโพสิตเสริมใยแก้วสำหรับการก่อสร้าง, แผ่นใยแก้วสำหรับใบกังหันลม, แผ่นใยแก้วสำหรับการขนส่งทางรถไฟ, ไฟเบอร์กลาสทนสารเคมี กริด ตัวเว้นระยะเจาะ PCB พื้นผิวการพิมพ์สกรีน บอร์ดไฟเบอร์กลาสทนอุณหภูมิสูง (สูงกว่า 250°C) บอร์ดไฟเบอร์กลาสป้องกันไฟฟ้าสถิต และบอร์ดไฟเบอร์กลาสสี
III. รายการทดสอบที่สำคัญและข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน
3.1 คุณสมบัติทางกล
- ความต้านทานการดัดงอ: กำหนดโดยใช้วิธีการดัดงอสามจุดตามมาตรฐาน GB/T 9341 หรือ ISO 178 ซึ่งแสดงเป็น MPa ความแข็งแรงดัดตามยาวของแผงไฟเบอร์กลาส FR-4 จะต้องอยู่ที่ ≥350 MPa และความแข็งแรงดัดตามขวางจะต้องอยู่ที่ ≥300 MPa
- แรงกระแทก (ไม่มีรอยบาก/มีรอยบาก): กำหนดตาม GB/T 1043.1 หรือ ISO 179 โดยใช้คานรองรับหรือวิธีคานยื่นออกมา โดยแสดงเป็น kJ/m²
- ความต้านแรงดึง: กำหนดตาม GB/T 1040.2 ซึ่งใช้สำหรับการวิเคราะห์ความเค้นของแผงไฟเบอร์กลาส
- กำลังอัด: กำหนดตาม GB/T 1041 การวัดกำลังอัดในทิศทางความหนา
- ความต้านทานแรงเฉือนระหว่างชั้น: กำหนดตามมาตรฐาน JC/T 773 หรือ ISO 14130 ประเมินความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างชั้น
3.2 คุณสมบัติทางความร้อน
- อุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อน (HDT): กำหนดตาม GB/T 1634 หรือ ISO 75 ภายใต้โหลด 1.8 MPa หรือ 0.45 MPa บอร์ดเสริมใยแก้ว FR-4: HDT ≥ 130°C (1.8 MPa); เกรด TG สูง: ≥ 170°C
- อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg): กำหนดโดยวิธี DSC ตามมาตรฐาน IPC-TM-650 2.4.25 หรือ ISO 11357 สะท้อนถึงเกรดทนความร้อนของเรซิน
- อัตราสารหน่วงไฟ: กำหนดตามมาตรฐาน UL 94 (การเผาไหม้ในแนวตั้ง) หรือ GB/T 2408 อัตราทั่วไป: V-0 (ดับไฟได้เองภายใน 10 วินาที), V-1, V-2; สำหรับการใช้งานในอาคาร ตาม GB 8624-2012 คลาส B1 (สารหน่วงไฟ) ต้องมีดัชนีการแพร่กระจายเปลวไฟ ≤ 120 W/s
- ดัชนีออกซิเจน: กำหนดตาม GB/T 2406 เพื่อวัดความเข้มข้นของออกซิเจนขั้นต่ำที่จำเป็นต่อการเผาไหม้ต่อไป เกรดสารหน่วงไฟ ≥ 28%
- อุณหภูมิการสลายตัวเนื่องจากความร้อน: วิธี TGA ใช้ในการประเมินความต้านทานความร้อนในระยะยาว
3.3 คุณสมบัติทางไฟฟ้า
- ความต้านทานของฉนวน: กำหนดตาม GB/T 1410 หรือ IPC-TM-650 2.5.7 ทั้งที่อุณหภูมิห้องและหลังการแช่ จะต้องเป็น ≥10⁶ MΩ
- ความเป็นฉนวน (แรงดันพังทลาย): กำหนดตาม GB/T 1408.1 ในหน่วย kV/mm; ค่าทั่วไปสำหรับ FR-4 คือ ≥20 kV/mm
- ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและปัจจัยการสูญเสียไดอิเล็กทริก: กำหนดที่ 1 MHz ตาม IPC-TM-650 2.5.5.9
- ความต้านทานส่วนโค้ง: ประเมินตาม GB/T 1411
- Comparative Tracking Index (CTI): ประเมินตาม GB/T 4207 เพื่อประเมินความต้านทานพื้นผิวต่อการติดตาม
3.4 คุณสมบัติทางกายภาพและความทนทาน
- การดูดซึมน้ำ: ตามมาตรฐาน GB/T 1034 หรือ ISO 62 ชั่งน้ำหนักหลังจากแช่ในน้ำที่ 23°C เป็นเวลา 24 ชั่วโมง จะต้องเป็น ≤0.1%–0.5% (ขึ้นอยู่กับเกรด)
- ความหนาแน่น: กำหนดตาม GB/T 1033 โดยใช้วิธีการจุ่มหรือวิธีทางเรขาคณิต
- ความเสถียรของมิติ: กำหนดตาม IPC-TM-650 2.2.4 เป็นเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงในขนาดหลังการอบชุบ
- ความต้านทานต่อสารเคมี: กำหนดตามมาตรฐาน ASTM D543 ว่าเป็นอัตราการคงอยู่ของคุณสมบัติหลังจากการแช่ในกรด ด่าง และตัวทำละลาย
- การเสื่อมสภาพด้วยความร้อนชื้น: ทดสอบความต้านทานของฉนวนและความต้านทานแรงดัดหลังการบำบัดที่ 85°C/85% RH
3.5 ประสิทธิภาพการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย
- การปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์: ตามมาตรฐาน GB 18580-2017 โดยใช้วิธีห้องควบคุมสภาพอากาศขนาด 1 ลบ.ม. ข้อกำหนดสำหรับแผ่นไฟเบอร์กลาสสำหรับใช้ภายในอาคารคือ ≤0.124 มก./ลบ.ม. (คลาส E1)
- ปริมาณโลหะหนัก: ตามมาตรฐาน GB/T 26125 หรือ IEC 62321 การทดสอบ Pb, Hg, Cd และ Cr(VI)
- การปฏิบัติตาม RoHS: การทดสอบสารต้องห้าม 6 ชนิด
- REACH SVHC: การทดสอบสารที่น่ากังวลสูงมาก
- สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายทั้งหมด (TVOC): เป็นไปตาม GB/T 18883 สำหรับแผงใช้ภายใน
IV. ห้องปฏิบัติการทดสอบต้องมีคุณสมบัติอะไรบ้าง?
ความสำคัญของ CMA/CNAS
CMA (Accreditation of Inspection and Testing Laboratories): คุณสมบัติตามกฎหมายในประเทศจีน; รายงานผลการทดสอบสามารถนำมาใช้สำหรับการประเมินทางนิติวิทยาศาสตร์ การยอมรับทางวิศวกรรม และข้อโต้แย้งด้านคุณภาพผลิตภัณฑ์
CNAS (China National Accreditation Service for Conformity Assessment): การยอมรับร่วมกันในระดับสากล; รายงานได้รับการยอมรับในประเทศสมาชิกของ ILAC (รวมถึงสหภาพยุโรป สหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และเอเชียตะวันออกเฉียงใต้)
V. เครื่องมือทดสอบทั่วไปจะรับรองความถูกต้องของข้อมูลได้อย่างไร
เครื่องทดสอบอเนกประสงค์: ความต้านทานแรงดัดงอ, ความต้านทานแรงดึง, ความต้านทานแรงเฉือนระหว่างชั้น; ระดับความแม่นยำ 0.5
เครื่องทดสอบแรงกระแทกของลำแสง/คานยื่นที่รองรับอย่างง่าย: ความต้านทานแรงกระแทก
เครื่องทดสอบการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนและจุดอ่อนตัวของ Vicat: GB/T 1634, การทำความร้อนในอ่างน้ำมัน; ความแม่นยำ ±0.1°C
ดิฟเฟอเรนเชียลสแกนนิงคาโลริมิเตอร์ (DSC): อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg)
เครื่องวิเคราะห์การสูญเสียน้ำหนักโดยอาศัยความร้อน (TGA): อุณหภูมิการสลายตัวเนื่องจากความร้อน ปริมาณสารตัวเติม
เครื่องทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้ง: UL 94, ความแม่นยำของไทม์มิ่ง 0.1 วินาที
ตัวทดสอบดัชนีออกซิเจน: GB/T 2406
มิเตอร์วัดความต้านทานสูง/เครื่องทดสอบความต้านทานฉนวน: ความต้านทานพื้นผิว ความต้านทานปริมาตร
เครื่องทดสอบความเป็นฉนวน: สูงถึง 100 kV
สะพาน LCR: ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก, การสูญเสียอิเล็กทริก
ห้องอุณหภูมิและความชื้นคงที่: การเสื่อมสภาพของความชื้นและความร้อน
ห้องควบคุมสภาพอากาศขนาด 1 ลบ.ม.: การปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์
โครมาโตกราฟีแก๊ส-แมสสเปกโตรเมทรี (GC-MS): VOCs, RoHS
สเปกโตรมิเตอร์การปล่อยแสงพลาสม่าแบบเหนี่ยวนำคู่ (ICP-OES): โลหะหนัก
อุปกรณ์ทั้งหมดได้รับการสอบเทียบอย่างสม่ำเสมอและทำงานภายใต้ระบบควบคุมคุณภาพภายใน
วี. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
คำถามที่ 1: ต้องใช้ตัวอย่างจำนวนเท่าใดในการทดสอบแผ่นใยแก้ว
ตอบ: โดยทั่วไป ต้องใช้แผ่นกระดานทั้งชุด 2-3 แผ่นที่มีขนาดไม่น้อยกว่า 200 มม. × 200 มม. การทดสอบเชิงทำลาย (การดัดงอ การกระแทก การหน่วงไฟ) จะใช้ตัวอย่าง ดังนั้นโปรดสำรองข้อมูลไว้ โปรดระบุความหนา เกรด (เช่น FR-4, G10) และพิกัดการหน่วงการติดไฟที่ต้องการ
คำถามที่ 2: ระดับการหน่วงการติดไฟของบอร์ดไฟเบอร์กลาสได้รับการทดสอบอย่างไร อะไรคือความแตกต่างระหว่างคลาส B1 และ UL 94 V-0?
ตอบ: UL 94 V-0 เป็นการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้งซึ่งต้องดับไฟเองภายใน 10 วินาที และไม่มีหยดที่ทำให้สำลีติดไฟ GB 8624 Class B1 เป็นค่าหน่วงไฟสำหรับวัสดุก่อสร้าง ซึ่งนอกเหนือจากการทดสอบการเผาไหม้แล้ว ยังต้องมีการทดสอบความเป็นพิษของควันและการปล่อยความร้อนด้วย มาตรฐานทั้งสองนี้ใช้กับสถานการณ์ที่แตกต่างกัน: UL 94 ใช้สำหรับฉนวนอิเล็กทรอนิกส์ ในขณะที่ GB 8624 ใช้สำหรับการก่อสร้าง
คำถามที่ 3: อะไรคือสาเหตุที่เป็นไปได้ที่ทำให้แผ่นใยแก้วไม่ผ่านการทดสอบความต้านทานการดัดงอ
ตอบ: 1 ชั้นผ้าใยแก้วมีจำนวนไม่เพียงพอหรือมีชั้นที่ไม่สม่ำเสมอ 2 การบ่มเรซินที่ไม่สมบูรณ์ pressure ความดันหรืออุณหภูมิการกดที่ไม่เหมาะสม ④ ทิศทางการทดสอบไม่ถูกต้อง (ต้องแยกแยะทิศทางตามยาวและตามขวาง) เมื่อทดสอบตาม GB/T 9341 จะต้องระบุทิศทาง
คำถามที่ 4: จำเป็นต้องมีการทดสอบอะไรบ้างในการส่งออกบอร์ดไฟเบอร์กลาสไปยังสหภาพยุโรป
ตอบ: RoHS 2.0 (สารต้องห้าม 6 ชนิด) และ REACH SVHC ผลิตภัณฑ์เกรดอิเล็กทรอนิกส์ยังต้องมีใบรับรองการหน่วงการติดไฟ UL 94 ด้วย ผลิตภัณฑ์เกรดก่อสร้างต้องเป็นไปตามระดับการทนไฟ EN 13501-1 สถาบันที่ได้รับการรับรองจาก CNAS สามารถออกรายงานได้ทั้งภาษาจีนและภาษาอังกฤษ
คำถามที่ 5: จะเลือกห้องปฏิบัติการทดสอบแผ่นใยแก้วที่เชื่อถือได้ได้อย่างไร
ตอบ: ① การรับรอง CMA + CNAS 2) ติดตั้งเครื่องทดสอบอเนกประสงค์ เครื่องทดสอบการโก่งตัวของความร้อน และเครื่องทดสอบสารหน่วงไฟ 3. ความคุ้นเคยกับมาตรฐาน GB, UL, ISO และ ASTM ④ ความสามารถในการวิเคราะห์ความล้มเหลว (การแยกส่วน การพองตัว ฯลฯ) ⑤ รายงานทั้งภาษาจีนและภาษาอังกฤษ สถาบันวิจัยเทคโนโลยี Beijing Qingxi มีข้อดีเหล่านี้
ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว สรุป
คุณภาพของแผ่นไฟเบอร์กลาสส่งผลโดยตรงต่อความปลอดภัยทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ การทนไฟของอาคาร และคุณภาพอากาศภายในอาคาร ทุกพารามิเตอร์ ตั้งแต่ความต้านทานแรงดัดงอและอุณหภูมิการโก่งตัวของความร้อน ไปจนถึงอัตราการหน่วงการติดไฟ และระดับการปล่อยฟอร์มาลดีไฮด์ จะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด ขอแนะนำให้เลือกสถาบันที่ได้รับการรับรองทั้ง CMA และ CNAS ดำเนินการสถาบันประเมินกระบวนการยุติธรรม และรักษาระดับความซื่อสัตย์ในระดับสูง (เช่น Beijing Qingxi Technology Research Institute) ก่อนการทดสอบ ควรกำหนดประเภทของแผ่นไฟเบอร์กลาส (FR-4/G10/เกรดการก่อสร้าง) มาตรฐานที่ใช้บังคับ (GB, UL, ISO) และวัตถุประสงค์การใช้งานรายงาน (การยอมรับจากโรงงาน พิธีการส่งออก หรือการยอมรับโครงการ) อย่างชัดเจน
บทสรุปของรายการทดสอบและมาตรฐานข้างต้นจัดทำขึ้นเพื่อใช้อ้างอิงสำหรับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับการผลิต การประมวลผล การจัดซื้อ และการใช้แผงไฟเบอร์กลาสเมื่อทำการทดสอบ