'n Gids tot FR-4 vir gedrukte stroombane

FR-4 of FR4 se eienskappe en kenmerke maak dit baie veelsydig teen 'n bekostigbare prys. Dit is hoekom die gebruik daarvan so wydverspreid is in gedrukte stroombaanproduksie. Daarom is dit normaal dat ons 'n artikel daaroor op ons blog insluit.

In hierdie artikel sal jy meer uitvind oor:

Die eienskappe en voordele van FR4
Die verskillende tipes FR-4
Die faktore om in ag te neem wanneer die dikte gekies word
Waarom FR4 kies?
Die tipes FR4 beskikbaar by Proto-Electronics

FR4 eienskappe en materiale

FR4 is 'n standaard gedefinieer deur die NEMA (National Electrical Manufacturers Association) vir 'n glasversterkte epoksieharslaminaat.

FR staan vir “flame retardant” en dui aan dat die materiaal voldoen aan die UL94V-0 standaard oor plastiese materiaal ontvlambaarheid. Die 94V-0-kode kan op alle FR-4 PCB's gevind word. Dit waarborg die nie-voortplanting van vuur en die vinnige blus daarvan wanneer die materiaal brand.

Sy glasoorgang (TG) is in die orde van 115°C tot 200°C vir die Hoë TG's of HiTG's, afhangende van die vervaardigingsmetodes en die harse wat gebruik word. 'n Standaard FR-4 PCB sal 'n laag FR-4 tussen twee dun lae gelamineerde koper hê.

FR-4 gebruik broom, 'n sogenaamde halogeen chemiese element wat vuurbestand is. Dit het G-10 vervang, 'n ander saamgestelde materiaal wat minder bestand was, in die meeste van sy toepassings.

FR4 het die voordeel dat dit 'n goeie weerstand-gewigverhouding het. Dit absorbeer nie water nie, behou hoë meganiese sterkte en het 'n goeie isolasievermoë in droë of vogtige omgewings.

Voorbeelde van FR-4

Standaard FR4: soos die naam aandui, is dit die standaard FR-4 met hittebestandheid van die orde van 140°C tot 150°C.

Hoë TG FR4: hierdie tipe FR-4 het hoër glasoorgang (TG) van ongeveer 180°C.

Hoë CTI FR4: Vergelykende Nasporingsindeks hoër as 600 Volt.

FR4 sonder gelamineerde koper: ideaal vir isolasieplate en bordstutte.

Daar is meer besonderhede oor die eienskappe van hierdie verskillende materiale later in die artikel.

Faktore om in ag te neem wanneer die dikte gekies word

Verenigbaarheid met komponente: al word FR-4 gebruik om baie soorte gedrukte stroombane te vervaardig, het die dikte daarvan gevolge op die tipe komponent wat gebruik word. Byvoorbeeld, THT-komponente verskil van ander komponente en benodig 'n dun PCB.

Ruimtebesparend: spasiebesparing is noodsaaklik wanneer 'n PCB ontwerp word, veral vir USB-verbindings en Bluetooth-bykomstighede. Die dunste planke word gebruik in konfigurasies waarin ruimtebesparing van kardinale belang is.

Ontwerp en buigsaamheid: meeste vervaardigers verkies dik planke bo dun. Deur FR-4 te gebruik, as die substraat te dun is, sal dit die risiko loop om te breek as die bordafmetings vergroot word. Aan die ander kant is dikker planke buigsaam en maak dit moontlik om V-groewe te skep.

Die omgewing waarin die PCB gebruik gaan word, moet in ag geneem word. Vir 'n elektroniese beheereenheid in die mediese veld waarborg dun PCB's verminderde stres. Planke wat te dun is – en dus te buigsaam – is meer kwesbaar vir hitte. Hulle kan buig en 'n ongewenste hoek inneem tydens die komponentsoldeerstappe.

Impedansie beheer: die borddikte impliseer die diëlektriese omgewingsdikte, in hierdie geval FR-4, wat impedansiebeheer vergemaklik. Wanneer impedansie 'n belangrike faktor is, is die borddikte 'n bepalende kriterium wat in ag geneem moet word.

Verbindings: die tipe verbindings wat vir 'n gedrukte stroombaan gebruik word, bepaal ook die FR-4 dikte.

Waarom FR4 kies?

Die bekostigbare koste van FR4's maak dit 'n standaardopsie vir die vervaardiging van klein reekse PCB's of vir elektroniese prototipering.

FR4 is egter nie ideaal vir hoëfrekwensie gedrukte stroombane nie. Net so, as jy jou PCB's wil bou in produkte wat nie maklik die aanvaarding van komponente toelaat nie en wat min geskik is vir buigsame PCB's, moet jy 'n ander materiaal verkies: poliimied/poliamied.

Die verskillende tipes FR-4 beskikbaar by Proto-Electronics

Standaard FR4

FR4 SHENGYI familie S1000H
Dikte van 0,2 tot 3,2 mm.
FR4 VENTEC familie VT 481
Dikte van 0,2 tot 3,2 mm.
FR4 SHENGYI familie S1000-2
Dikte van 0,6 tot 3,2 mm.
FR4 VENTEC familie VT 47
Dikte van 0,6 tot 3,2 mm.
FR4 SHENGYI familie S1600
Standaard dikte 1,6 mm.
FR4 VENTEC familie VT 42C
Standaard dikte 1,6 mm.
Hierdie materiaal is 'n epoksieglas sonder koper, ontwerp vir gebruik in isolasieplate, sjablone, bordsteune, ens. Hulle word vervaardig met behulp van Gerber-tipe meganiese tekeninge of DXF-lêers.
Dikte van 0,3 tot 5 mm.