Ръководство за FR-4 за печатни платки

Свойствата и характеристиките на FR-4 или FR4 го правят много гъвкав на достъпна цена. Ето защо използването му е толкова широко разпространено в производството на печатни платки. Затова е нормално да включим статия за това в нашия блог.

В тази статия ще научите повече за:

Свойствата и предимствата на FR4
Различните видове FR-4
Факторите, които трябва да имате предвид при избора на дебелина
Защо да изберете FR4?
Типовете FR4, налични от Proto-Electronics

FR4 свойства и материали

FR4 е стандарт, определен от NEMA (Националната асоциация на производителите на електротехника) за ламинат от епоксидна смола, подсилен със стъкло.

FR означава „забавител на горенето“ и показва, че материалът е в съответствие със стандарта UL94V-0 за запалимост на пластмасови материали. Кодът 94V-0 може да се намери на всички печатни платки FR-4. Гарантира неразпространение на огъня и бързото му гасене при изгаряне на материала.

Неговият встъклен преход (TG) е от порядъка на 115°C до 200°C за High TGs или HiTGs в зависимост от методите на производство и използваните смоли. Стандартната печатна платка FR-4 ще има слой FR-4, поставен между два тънки слоя ламинирана мед.

FR-4 използва бром, така нареченият халогенен химичен елемент, който е огнеустойчив. Той замени G-10, друг композит, който беше по-малко устойчив, в повечето си приложения.

FR4 има предимството да има добро съотношение съпротивление-тегло. Не абсорбира вода, запазва висока механична якост и има добра изолационна способност в суха или влажна среда.

Примери за FR-4

Стандартен FR4: както показва името му, това е стандартният FR-4 с устойчивост на топлина от порядъка на 140°C до 150°C.

Висок TG FR4: този тип FR-4 има по-висока температура на встъкляване (TG) от около 180°C.

Висок CTI FR4: Сравнителен индекс на проследяване по-висок от 600 волта.

FR4 без ламинирана мед: идеален за изолационни плочи и опори за дъски.

Има повече подробности за характеристиките на тези различни материали по-нататък в статията.

Фактори, които трябва да имате предвид при избора на дебелина

Съвместимост с компоненти: въпреки че FR-4 се използва за производството на много видове печатни платки, неговата дебелина оказва влияние върху видовете използвани компоненти. Например THT компонентите са различни от другите компоненти и изискват тънка печатна платка.

Спестяване на място: спестяването на място е от съществено значение при проектирането на PCB, особено за USB конектори и Bluetooth аксесоари. Най-тънките дъски се използват в конфигурации, при които спестяването на място е от решаващо значение.

Дизайн и гъвкавост: повечето производители предпочитат дебели дъски пред тънки. При използване на FR-4, ако субстратът е твърде тънък, той би бил изложен на риск от счупване, ако размерите на дъската се увеличат. От друга страна, по-дебелите дъски са гъвкави и позволяват създаването на V-образни канали.

Трябва да се има предвид средата, в която ще се използва печатната платка. За електронен контролен блок в областта на медицината тънките печатни платки гарантират намален стрес. Дъските, които са твърде тънки – и следователно твърде гъвкави – са по-уязвими на топлина. Те могат да се огънат и да заемат нежелан ъгъл по време на етапите на запояване на компонентите.

Контрол на импеданса: дебелината на платката предполага дебелината на диелектричната среда, в този случай FR-4, което улеснява контрола на импеданса. Когато импедансът е важен фактор, дебелината на платката е определящ критерий, който трябва да се вземе предвид.

Връзки: типът на конекторите, използвани за печатна схема, също определя дебелината на FR-4.

Защо да изберете FR4?

Достъпната цена на FR4 ги прави стандартна опция за производство на малки серии печатни платки или за електронно прототипиране.

Въпреки това, FR4 не е идеален за високочестотни печатни схеми. По същия начин, ако искате да вградите своите печатни платки в продукти, които не позволяват лесно приемането на компоненти и които са малко подходящи за гъвкави печатни платки, трябва да предпочетете друг материал: полиимид/полиамид.

Различните видове FR-4, предлагани от Proto-Electronics

Стандартен FR4

FR4 SHENGYI семейство S1000H
Дебелина от 0,2 до 3,2 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 481
Дебелина от 0,2 до 3,2 мм.
FR4 SHENGYI семейство S1000-2
Дебелина от 0,6 до 3,2 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 47
Дебелина от 0,6 до 3,2 мм.
FR4 SHENGYI семейство S1600
Стандартна дебелина 1,6 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 42C
Стандартна дебелина 1,6 мм.
Този материал е епоксидно стъкло без мед, предназначено за използване в изолационни плочи, шаблони, опори за дъски и т.н. Те се произвеждат с помощта на механични чертежи тип Gerber или DXF файлове.
Дебелина от 0,3 до 5 мм.