Introduction
Nous examinerons les PCB G10 en termes de leurs propriétés, de leurs avantages et de leur relation avec d’autres stratifiés comme FR4En fait, les stratifiés G10 sont des matériaux très polyvalents qui ont été utilisés dans un large éventail d’applications en raison de leur résistance mécanique et de leur capacité d’isolation électrique.

Qu'est-ce que le G10 dans les circuits imprimés ?
Ce matériau est un stratifié en fibre de verre haute pression. Il présente une excellente densité, une excellente résistance, un faible poids et corrosion résistance. Une combinaison de fibre de verre et résine époxyLe G10 est à la fois solide et résistant. Il a été utilisé dans les applications PCB. Une résistance élevée avec un faible poids, une excellente résistance chimique, une faible absorption d'eau et des qualités d'isolation électrique supérieures sont des exigences pour Fabrication de PCB .

Comment est fabriqué le G10 ?
Cette Matériel PCB est fabriqué à partir de couches de tissu de verre imprégné de résine époxy. Ces couches sont comprimées sous l'effet de la chaleur. Après quelques instants, nous attendons que l'époxy durcisse. Cela donne un matériau résistant et durable. L'un des stratifiés haute pression résultant, qui sont vraiment résistants et solides, trouve des applications dans les circuits imprimés, entre autres domaines exigeants.
Caractéristiques techniques du PCB G10
Ci-dessous, nous détaillons les propriétés techniques du matériau PCB G10. Nous vous présentons les propriétés afin que vous puissiez comprendre pourquoi le G10 est très demandé dans de nombreuses industries. Nous passons en revue ses points forts, ses points faibles et ses indices de performance afin que vous soyez bien informé sur les performances du G10 par rapport aux autres matériaux PCB.
Propriété | G10 |
Densité | A une densité de 0.065 lb/po³ ou 1.80 g/cm³. Cela fait référence à la quantité de matériau contenue dans un espace donné, affectant son poids et sa résistance. |
Absorption d'eau | A une faible absorption d'eau, avec seulement 0.10 % sur 24 heures. |
Résistance à la traction | Dans le sens de la longueur, il peut supporter jusqu'à 45,000 38,000 psi, tandis que dans le sens transversal, il supporte XNUMX XNUMX psi. |
Résistance à la flexion | G10 résistance à la flexion est impressionnant, avec 75,000 65,000 psi dans le sens de la longueur et XNUMX XNUMX psi dans le sens transversal. |
Module de flexion | A un haut Module de flexion, avec 2,700 2,400 Kpsi dans le sens de la longueur et XNUMX XNUMX Kpsi dans le sens transversal. |
Résistance à la compression | La résistance d’un matériau G10 à la rupture sous compression est de 65,000 XNUMX psi. |
Dureté | Il est testé comme Rockwell M, M110. Mesuré de la même manière avec la fibre de verre et la fibre de carbone. |
Coefficient de dilatation thermique linéaire | A un coefficient de dilatation thermique linéaire de 0.55 x 10^-5 po/po/°F dans le sens de la longueur et de 0.66 x 10^-5 po/po/°F dans le sens transversal. |
Température de fonctionnement maximale | Peut supporter des températures allant jusqu'à 284°F ou 140°C. |
Conductivité thermique | A la capacité de conduire/transférer la chaleur de 2.0 BTU-in/ft²-hr-°F, ou 7.0 x 10^-4 cal/cm-sec-°C. |
Indice d'inflammabilité | Il a un indice d'inflammabilité de HB selon la norme UL94. Cela signifie qu'il est « auto-extinguible » mais qu'il possède le niveau ignifuge le plus bas. |
Résistance diélectrique | A une résistance électrique en tant qu'isolant de 800 V/mil lorsqu'il est testé avec une épaisseur de 1/8″. |
Constante diélectrique | Il a un permittivité rapport de 5.0 par rapport à l'espace libre. |
Facteur de dissipation | Il perd 0.019 à 1 MHz pendant oscillation. |
Résistance à l'arc | Il peut résister à des conditions de haute tension jusqu'à 100 secondes avant de devenir conducteur. |
Avantages du PCB G10
Après avoir compris les caractéristiques techniques du G10, examinons les avantages des PCB G10 et comment les propriétés particulières du G10 en font un substrat intéressant pour de nombreuses applications.
Renfort en fibre de verre
Le renforcement du verre confère au PCB G10 une réputation de résistance et de solidité. En d'autres termes, cela signifie que le G10 est fabriqué en superposant des fibres de verre tissées avec de la résine polyester insaturée et des charges. Les fibres de verre le rendent solide et résilient, ce qui a permis au G10 d'être fiable dans les applications soumises à de fortes contraintes. La fibre de verre combinée à la résine produit un matériau composite résistant aux conditions extrêmes et qui fonctionne parfaitement dans de nombreuses applications électroniques.

Bonnes propriétés électriques
Les PCB de ce type présentent d'excellentes caractéristiques électriques. Ils gèrent très bien l'énergie électrique. Le G10 étant très conducteur d'électricité, il peut transmettre l'énergie sans chauffer ni se décomposer. Par conséquent, le G10 est l'une des meilleures options lorsqu'un transfert d'énergie fiable est nécessaire.

Haute résistance mécanique
La plupart des autres matériaux perdent de leur résistance et s'assouplissent lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées. Dans des conditions de froid, ils deviennent plus résistants et plus rigides. Le PCB G10 a donc été préparé pour conserver sa résistance lors d'un changement continu de température, qu'il soit chaud ou froid.

Stabilité dimensionnelle élevée
Les matériaux PCB, avec les changements de température, sont connus pour se dilater ou se rétrécir, contrairement au G10. Par conséquent, ce changement de taille sera minime dans le cas du G10. Les PCB G10 conservent leur forme et fonctionnent donc très bien. Ils restent les mêmes même avec des variations de température.

Résistance à l'humidité
Ce type de PCB résisterait à l'humidité sans perdre cette propriété. Même l'eau ou l'humidité extrême en contact avec lui ne peuvent pas détruire la fonction du G10 : il fonctionne correctement malgré de telles conditions. Le G10 résiste à l'humidité ; par conséquent, des problèmes aussi subtils que le gonflement ou les dommages sont évités.

Résistance à la corrosion acide et alcaline
Ces types de PCB ne sont pas facilement dégradés par l'attaque d'acide, de base ou de rouille. Le PCB G10 ne se décompose pas facilement, même à un niveau hautement acide ou alcalin élevé, ce qui le rend désormais applicable dans le médical ligne et autres zones.

Résistance à l'usure
Ces matériaux peuvent supporter une utilisation quotidienne et l'abrasion sans se détériorer. À cet égard, la résistance du matériau est adaptée à son utilisation dans tous les cas où un PCB est destiné à subir une usure continue. Ils trouvent leur application habituelle pour la plupart des PCB dans portable des appareils tels que des montres connectées, etc.

Résistance aux radiations
Ce matériau G10 présente d'excellentes performances en termes de résistance aux radiations, à l'humidité, à la corrosion acide et alcaline, ainsi qu'à l'usure. Il peut être utilisé dans des endroits nécessitant une forte exposition aux radiations, comme les machines à rayons X et les lasers.

Légèreté
Cela permet d'obtenir un appareil léger et de ne pas alourdir les appareils électroniques, ce qui est utile dans la plupart des applications. Par exemple, il faut toujours tenir compte d'une réduction de poids. Au minimum, le wearable intelligent nécessite que les appareils électroniques soient portés dans des tailles réduites.

Matériau dur
Bien qu'ils soient légers, ils sont également extrêmement durs. Ils résistent facilement à l'usure et aux chocs, ce qui les rend très durables même dans des conditions difficiles.

Adapté à certaines applications cryogéniques
Ces PCB sont totalement différents des autres stratifiés utilisés pour la fabrication de PCB, et certaines applications très froides peuvent également nécessiter leur utilisation. Ils fonctionnent également mieux à basse température que la plupart des matériaux. Vous pouvez vous référer au G10CR pour plus de détails.

Inconvénients du PCB G10
Bien que le PCB G10 offre un certain nombre d'avantages, il présente également certains inconvénients, qui dépendent, dans certains aspects, des situations. Il est tout aussi important d'étudier ces limitations pour prendre une décision judicieuse dans vos choix de matériaux PCB.
Résistance UV
Les principaux inconvénients des PCB G10 sont la résistance aux UV. Bien que le G10 soit résistant aux UV, cette caractéristique le rend difficile à durcir pendant le processus de fabrication. En général, les PCB sont durcis aux UV afin de solidifier des couches particulières, ce qui crée des difficultés dans la fabrication des PCB G10. En général, la résistance aux UV est un avantage. Cependant, elle constitue un problème au cours du processus de fabrication d'un PCB.
Poussière
Le PCB G10 présente également d'autres inconvénients, notamment la génération de plus de poussière par rapport aux autres stratifiés lors du traitement. Plus de poussière signifie plus de nettoyage, ce qui peut également être gênant dans une zone de production. Lorsque la poussière pénètre dans vos poumons, elle est dangereuse pour la santé.
Difficile à couper et à usiner
La fabrication du G10 nécessite des machines de bonne qualité pour le découper aussi dur qu'il l'est réellement. Cela signifie que la précision des coupes et des formes est difficile à réaliser, un fait qui peut facilement être ajouté aux délais et aux coûts globaux de production.

Comparaison entre PCB G10 et FR4
Maintenant que nous connaissons les avantages et les inconvénients du PCB G10, examinons certaines des différences entre celui-ci et le PCB FR-4. Nous parlerons de leurs principales caractéristiques afin que vous compreniez quel matériau pourrait être le mieux adapté à vos différentes utilisations.
Résistance à la compression supérieure
La résistance à la compression est la contrainte à laquelle un matériau peut supporter des charges qui tendent à réduire sa taille sans s'effondrer. Comme le G10 a une résistance à la compression supérieure à celle du FR4, il peut donc supporter des contraintes beaucoup plus élevées sans s'écraser. C'est pourquoi lorsque la pression ou la tension est trop élevée et que le PCB à utiliser doit donc être d'une bonne résistance, le G10 s'avère être un avantage.
Coefficient de dilatation thermique (CTE) inférieur
Le CTE fait référence à la caractéristique des matériaux de se dilater ou de se comprimer lorsque leur température augmente. Tous les matériaux G10 sont dotés du FR4 en ce qui concerne leur CTE plus faible ; ils se dilatent moins lorsque la température augmente. Température du PCB. La réduction de toute dilatation arrête les courbures et les torsions des PCB, contribuant ainsi à prévenir les problèmes et les mauvaises performances des appareils électroniques.
Absorption d'eau
Le prochain sujet serait l’absorption d’eau, définie comme la quantité d’humidité qu’un matériau absorbe au fil du temps. Cela se traduit par des performances. Un bon exemple est le G10 et le FR4, qui absorbent respectivement une quantité plutôt minime de 0.11 et 0.10 pour cent d’humidité pendant 24 heures. Cela signifierait alors que les deux matériaux sont bons à utiliser, le FR4 absorbant un peu moins d’eau à l’intérieur de sa structure que le G10.
Indice d'inflammabilité
La classe de classement G10 « combustion horizontale » ou HB de classement 94 indique la capacité de maintien de la flamme moyenne. Cette classification fonctionne généralement dans la plupart des situations ; elle n'est pas normale dans les endroits où la résistance au feu est très importante. Avec 94V-0, FR-4 a une bonne résistance à la flamme. Ce classement indique que FR4 ne brûle pas lors d'un test de flamme verticale et est capable de s'éteindre automatiquement dans un certain laps de temps.
Résistance à la flexion
La résistance à la flexion du G10 est de 75,000 0.125 livres par pouce carré. L'épaisseur de 10 pouce est mesurée pour la charge maximale dans le sens de la longueur. Par conséquent, le G4 est très rigide dans la mesure où il peut supporter des contraintes extrêmes qui lui sont imposées sans se plier ni se casser. Le FR4 offre diverses résistances à la flexion lors de mesures dans différentes directions. En flexion, le FR60,200 peut offrir une résistance de plus de 415 4 psi ou 50,000 MPa, dans le sens de la longueur, tandis que dans le sens transversal, le FR345 a des résistances supérieures à 4 10 psi ou 4 MPa. Dans toutes les directions étudiées, le FRXNUMX est généralement plus faible en termes de résistance à la flexion par rapport au GXNUMX. Le FRXNUMX lui-même présente une bonne stabilité mécanique.
Résistance au cisaillement
Sa résistance au cisaillement est de 19,000 131 psi ou 10 MPa. Il pourra donc supporter des forces de cisaillement normales jusqu'à ce qu'il atteigne le point de rupture. Une résistance aussi élevée permet au G4 de convenir aux applications avec des forces de cisaillement modérées. En comparaison, le FR21,500 est beaucoup plus résistant avec une résistance au cisaillement de 148 4 psi ou 10 MPa. De cette façon, le FR4 permet des forces de cisaillement beaucoup plus importantes que celles du GXNUMX avant de se fissurer ou de se briser. Le FRXNUMX peut être un meilleur choix, car il supportera des contraintes de cisaillement plus élevées dans votre application.

Analyse comparative des panneaux époxy G10 et G11
Les différences entre G10 et FR4 ayant déjà été évoquées, cet article reprend les principales différences entre les panneaux époxy G10 et G11. Nous allons procéder à certaines vérifications de leurs caractéristiques et performances particulières.
Processus de fabrication
Le G10 est fabriqué par imprégnation de résine époxy et pressage de tissu en fibre de verre E. Par conséquent, un panneau très robuste produit de cette manière peut être utilisé dans de nombreux domaines. Lors de la production du G11, le tissu en fibre de verre E est traité avec de la résine époxy, après quoi il passe par le système de traitement utilisant le pressage à chaud. Le résultat est un panneau à haute résistance à la température qui fonctionne efficacement dans des conditions intensives.
Température de transition vitreuse
Transition vitreuse La température de transition vitreuse du stratifié en tissu de verre est de 130°C, tandis que pour le G11, cette valeur monte considérablement plus haut, à 175°C. Le matériau ayant une température de transition vitreuse plus élevée, cela signifierait donc que le G11 pourrait résister et conserver sa résistance à des températures beaucoup plus élevées que celles du G10.
Composition
La fabrication du G10 se fait en important du tissu en fibre de verre pressé à chaud dans un état de trempage avec de la résine époxy importée. En outre, des additifs tels que des retardateurs de flamme, des promoteurs d'adhérence et d'autres produits sont également ajoutés à ce processus de mélange lors du pressage à chaud. C'est un panneau solide et réputé pour ses performances d'isolation. Le G11, quant à lui, utilise un tissu en fibre de verre importé de qualité électronique. Le tissu en fibre de verre pressé à chaud trempé dans une résine époxy spéciale, le G11, contient les mêmes retardateurs de flamme, la même colle et d'autres matériaux supplémentaires que le G10. Ce dernier produit, considéré seul, semble être une sorte de carton traité de la manière dont il se comporterait comme un isolant.
Performance
Les matériaux G10 et G11 sont réputés résistants au feu conformément à la norme UL94-V0 ; ils sont donc tous deux ignifuges. La condition ordinaire est qu'aucun des deux ne brûle. À haute température, les propriétés mécaniques des deux matériaux sont bonnes ; ils résistent à la température élevée sans perdre leur résistance et leur forme. En termes de facilité de traitement, ils sont vraiment bons et faciles à manipuler lors de la fabrication. Leurs performances d'isolation méritent également d'être soulignées pour assurer une isolation électrique fiable.
Application
Les panneaux époxy de type G10 ont trouvé leur place dans presque toutes les installations électriques, des appareillages de commutation aux disjoncteurs et transformateurs, en passant par les contacteurs CA, les moteurs CC et même les installations électriques antidéflagrantes. Les panneaux époxy G11 sont très utiles dans des conditions plus spécifiques dans des domaines tels que l'huile isolante, l'humidité élevée et haute tension Systèmes SIG. Grâce à cette propriété, ils peuvent fonctionner à des températures très élevées et peuvent supporter plus d'humidité. Ils trouvent donc des applications parfaites dans des conditions extrêmes telles que la haute tension commutateurs et les régions très humides.

Demande d'emploi G10 pour l'industrie
Les panneaux époxy de type G10 possèdent un niveau élevé de résistance, de durabilité et de flexibilité. En raison de ces caractéristiques, ces types de panneaux sont largement utilisés dans de nombreux domaines. Ils sont fabriqués en infusant du tissu de fibre de verre dans de la résine époxy, et le matériau solide fonctionne de manière exceptionnelle dans une variété de produits :
- Borniers
- Électricité
- Équipement de test électronique
- Isolation du rotor électrique
- Applications à forte humidité
- Appareillage de commutation haute tension
- Transformateurs
- Composants aérospatiaux

Quand utiliser le G10 sur votre PCB ?
La première chose à savoir est de savoir quand utiliser le G10 en premier lieu ; cela va ensuite dicter votre choix de matériaux pour le PCB. Souvent, le G10 s'avère être un excellent matériau pour de nombreuses utilisations. Vous devriez envisager d'utiliser le G10 lorsque :
- Une résistance et une durabilité élevées sont nécessaires – Le G10 est le matériau de choix lorsque votre PCB requiert une résistance et une durabilité élevées ou qu’il doit généralement supporter des contraintes mécaniques et des conditions difficiles.
- Isolation électrique:Un excellent matériau d'isolation dans de nombreuses utilisations électriques, telles que les transformateurs et les appareillages de commutation haute tension.
- Environnements à forte humidité:Cela aidera le circuit à être protégé en fournissant une résistance dans tous les cas où il pourrait être atteint par l'humidité ou une humidité élevée, lui permettant ainsi de continuer à fonctionner.
- Applications à haute tension:peut être utilisé industriellement, depuis l'aérospatiale jusqu'aux zones à haute tension, en raison des excellentes qualités d'isolation et de résistance qu'il possède.
- Fiabilité à long terme:Lorsque la fiabilité des composants à long terme est une préoccupation, le G10 offre une longévité car il peut résister à l'usure et aux éléments environnementaux.

Plus de FAQ sur les PCB G10
La section ci-dessous couvre les questions les plus fréquemment posées sur les PCB G10. Nous abordons quelques questions très basiques et tentons de fournir des informations qui aideront à comprendre ce matériau polyvalent.
Le G10 est-il identique au FR4 ?
Le G10, au sens large, est différent du FR4 ; ils ont des propriétés mécaniques et électriques similaires. Leur principale variable est leur degré d'inflammabilité variable ; le G10 est généralement moins inflammable que le FR4. Ainsi, bien que l'un ou l'autre puisse être un matériau durable et de longue durée de vie, le FR4 peut, dans de nombreuses utilisations, être encore plus ignifuge.
Le G10 est-il nocif ?
Dans la plupart des cas, cela ne vous fera aucun mal et vous pourrez toucher ce matériau sans aucun problème. Mais une fois que vous commencez à couper et à meuler, vous êtes, d'une manière ou d'une autre, menacé, car après ces processus, la poussière, c'est-à-dire les particules de verre et d'époxy, deviennent dangereuses. Il est prudent de faire preuve de prudence lorsque vous travaillez avec des PCB G10 afin de fournir un équipement de sécurité pour éviter l'inhalation de poussières dangereuses, comme des masques et une ventilation.
Le G10 fond-il ?
Le G10 ne fond pas car c'est un matériau thermodurcissable. Les thermodurcissables sont fabriqués de telle manière qu'ils ne fondent pas, étant donné qu'ils peuvent supporter des températures très élevées. Le G10 se carbonise si la température est bien supérieure à sa valeur nominale pendant un intervalle continu. Fondamentalement, cette carbonisation est l'action qui agit sur la matrice, car les thermodurcissables sont fixés lors de leur premier durcissement et durcissent donc, ne pouvant donc pas être refondus ou rejetés. Bien que le G10 soit relativement stable, la chaleur excessive devra être minimisée à des températures élevées au-delà des paramètres conçus pour minimiser la dégradation.
Le G10 est-il identique au G10CR ?
Le rapport entre le G10 et le G10CR n'est pas le même, bien que le G10CR soit l'un des matériaux standard du G10. Le G10 et le G10CR appartiennent tous deux à des types de plastiques thermodurcissables. La différence entre eux réside dans le domaine d'application en raison des basses températures. Le G10CR trouve notamment son application dans des conditions cryogéniques, c'est-à-dire qu'il supporte des conditions de très basse température. Ainsi, bien qu'il ait pratiquement toutes les propriétés du G10 normal, le G10CR est spécialement préparé pour les conditions de froid.
Le G10 est-il plus résistant que la fibre de carbone ?
Cela est dû à la présence de fibre de carbone, qui confère à cette combinaison composite un rapport résistance/poids très élevé et trouve donc des applications dans des situations qui nécessitent une résistance élevée ainsi qu'une légèreté. D'une manière générale, il est beaucoup plus résistant et plus rigide que le G10, un type de plastique thermodurcissable qui présente d'excellentes propriétés d'isolation électrique et mécaniques. Bien que le G10 soit solide et vraiment adapté à de nombreuses applications, lorsqu'il s'agit de hautes performances, il semble que la fibre de carbone soit privilégiée.
Autres applications du G10 en dehors de l'électronique
Le G10 ne se limite pas aux composants électroniques ; il a bien plus à offrir. Outre le domaine de l'électronique, le G10 est utilisé dans de nombreuses applications pratiques. Voici quelques autres industries dans lesquelles le G10 est utilisé comme matériau dans la fabrication de ses produits :
- Manches/manches de couteaux
- Poignées d'armes à feu
- Composants marins
- Une alternative à la fibre de verre
- Impression 3D
- Droit médical Équipement de diagnostic
Pour aller plus loin
En résumé, nous avons souligné les principales informations concernant le G10 : ses caractéristiques de performance et ses applications. L'application a été expliquée pour être utilisée dans l'industrie électronique et également en dehors de ce domaine. Nous avons parlé de la sécurité dans la manipulation du matériau et l'avons comparé à d'autres matériaux, notamment le FR-4, le G10CR et la fibre de carbone. Il a été prouvé que le G10 peut être polyvalent et solide dans de nombreux domaines.