Антистатический конструкционный материал для электронной и электротехнической оснастки
Ketonolic® ESD FR4 — стеклоэпоксидный листовой материал производителя QUANDA с контролируемыми антистатическими свойствами. Он предназначен для деталей и технологической оснастки, которые должны сохранять механическую жёсткость и электроизоляционные свойства, но при этом не накапливать опасный электростатический заряд рядом с печатными платами, микросхемами и другими чувствительными компонентами.
Среда использования материала
Обычный FR4 хорошо известен как жёсткий стеклоэпоксидный электроизоляционный материал. В производстве электроники одного высокого сопротивления, однако, недостаточно: детали оснастки могут заряжаться при трении, перемещении или контакте с другими поверхностями. Если такой заряд сохраняется рядом с чувствительным электронным компонентом, возрастает риск электростатического разряда.
ESD FR4 решает эту задачу за счёт антистатической модификации стеклоэпоксидной основы. Для материала заявлены поверхностное сопротивление 10⁷–10⁹ Ом и объёмное сопротивление 10⁷–10⁹ Ом·см. Такой диапазон позволяет материалу оставаться высокоомным и одновременно обеспечивать контролируемое рассеивание статического заряда.
Наиболее характерная среда применения — производственные ESD-зоны, участки сборки и тестирования электроники, оборудование для обработки печатных плат и полупроводников, а также автоматизированные линии, где оснастка многократно контактирует с электронными изделиями.
Возможные области применения
Материал применяется прежде всего не как печатная плата, а как конструкционный полуфабрикат для технологической оснастки и деталей оборудования.
- тестовые приспособления для мобильной и другой электронной техники;
- рабочие поверхности, опорные плиты и приспособления для SMT-производства;
- оснастка для сверления, обработки и позиционирования PCB;
- тестовые приспособления и детали оборудования полупроводникового производства;
- приспособления для обработки полупроводниковых пластин (wafers);
- держатели и элементы, контактирующие с чувствительными электронными компонентами;
- детали оборудования для производства и обслуживания накопителей данных;
- высокоточные автоматизированные приспособления, направляющие, основания и пластины;
- электроизоляционные конструкционные элементы электромеханического и электротехнического оборудования.
Технологические преимущества использования Ketonolic® ESD FR4
Контролируемые антистатические свойства
Главное отличие от стандартного FR4 — возможность использовать материал в зоне, где необходимо ограничить накопление электростатического заряда непосредственно на элементах оснастки. Это уменьшает число потенциальных источников ESD рядом с изделием.
Механическая жёсткость и прочность
Стеклоткань в эпоксидной матрице обеспечивает высокую механическую стабильность. По техническому паспорту предел прочности при растяжении составляет не менее 240 МПа, при изгибе — не менее 340 МПа, при сжатии — не менее 350 МПа. Это позволяет изготавливать жёсткие основания и приспособления, которым необходимо удерживать геометрию под рабочей нагрузкой.
Теплостойкость и огнестойкость
Паспорт разделяет длительный и кратковременный температурные режимы: до 150 °C при длительной работе и до 280 °C в течение 30 секунд. Для материала также заявлен класс горючести UL94 V-0. Такие параметры важны для оснастки, расположенной рядом с нагревающимися узлами и электрическими компонентами.
Стойкость к влаге и растворителям
Производитель указывает влагостойкость и устойчивость к органическим растворителям. Для листа толщиной 1,6 мм водопоглощение по паспорту не превышает 19 мг. Это важно для промышленной эксплуатации, где условия окружающей среды и технологические операции могут отличаться от лабораторных.
Удобство механической обработки
Листы можно фрезеровать, сверлить и обрабатывать в детали сложной формы — основания, держатели, направляющие, плиты, элементы с пазами и выборками. При выборе инструмента следует учитывать абразивность стеклянного армирования, которое ускоряет износ режущих кромок.
Технические особенности
|
Параметр |
Значение |
|
Основа |
эпоксидная смола + стеклоткань |
|
Поверхностное сопротивление |
10⁷–10⁹ Ом |
|
Объёмное сопротивление |
10⁷–10⁹ Ом·см |
|
Плотность |
2,0 ± 0,2 г/см³ |
|
Прочность при растяжении |
≥ 240 МПа |
|
Прочность при изгибе |
≥ 340 МПа |
|
Прочность при сжатии |
≥ 350 МПа |
|
Модуль упругости |
21 560–24 500 МПа |
|
Длительная рабочая температура |
до 150 °C |
|
Кратковременная температура |
до 280 °C в течение 30 с |
|
Класс горючести |
UL94 V-0 |
|
Электрическая прочность, перпендикулярно слоям |
≥ 13,7 МВ/м |
|
Сопротивление электрической дуге |
120–140 с |
|
Диапазон толщин листа |
0,8–80 мм |
|
Стандартный формат |
1020 × 1220 мм |
На странице продукта дополнительно указано значение рабочей температуры «до 170 °C». В техническом паспорте режимы разделены на длительный (150 °C) и кратковременный (280 °C, 30 с). Для проектирования и контроля изделия целесообразно ориентироваться на паспорт конкретной поставки и фактический режим эксплуатации.
Исполнения ESD FR4
|
Марка |
Антистатическая зона |
Когда выбирать |
|
ESD FR4-S |
одна наружная сторона |
когда ESD-свойства нужны только на одной рабочей поверхности |
|
ESD FR4-D |
обе наружные стороны |
для деталей, у которых обе поверхности могут контактировать с изделием |
|
ESD FR4-C |
весь объём материала |
при глубокой фрезеровке и когда ESD-свойства должны сохраняться на обработанных поверхностях |
Что учитывать при выборе
- какая часть детали должна обладать ESD-свойствами — одна поверхность, две поверхности или весь объём;
- будет ли деталь подвергаться глубокой механической обработке;
- какой диапазон сопротивления требуется в конкретной ESD-системе;
- каковы рабочая температура, механическая нагрузка и условия влажности;
- нужны ли подтверждённые значения для конкретной партии или проекта.
Таким образом, Ketonolic® ESD FR4 подходит для задач, где обычной механической прочности FR4 недостаточно и требуется встроить функцию контроля статического электричества непосредственно в конструкцию технологической оснастки.
