Opas FR-4:ään painetuille piireille

FR-4:n tai FR4:n ominaisuudet ja ominaisuudet tekevät siitä erittäin monipuolisen edulliseen hintaan. Siksi sen käyttö on niin laajaa painettujen piirien tuotannossa. Siksi on normaalia, että lisäämme siitä artikkelin blogiimme.

Tässä artikkelissa saat lisätietoja seuraavista:

FR4:n ominaisuudet ja edut
Eri tyypit FR-4
Tekijät, jotka on otettava huomioon paksuutta valittaessa
Miksi valita FR4?
Proto-Electronicsilta saatavilla olevat FR4-tyypit

FR4:n ominaisuudet ja materiaalit

FR4 on NEMA:n (National Electrical Manufacturers Association) määrittelemä standardi lasivahvisteiselle epoksihartsilaminaatille.

FR tarkoittaa "palamista hidastavaa" ja osoittaa, että materiaali on UL94V-0-standardin mukainen muovimateriaalien syttyvyydestä. 94V-0-koodi löytyy kaikista FR-4-piirilevyistä. Se takaa palon leviämisen estämisen ja sen nopean sammumisen materiaalin palaessa.

Sen lasittumislämpötila (TG) on suuruusluokkaa 115–200 °C korkean TG:n tai HiTG:n osalta valmistusmenetelmistä ja käytetyistä hartseista riippuen. Tavallisessa FR-4-piirilevyssä on kerros FR-4-levyä kahden ohuen laminoidun kuparikerroksen välissä.

FR-4 käyttää bromia, niin kutsuttua halogeenikemiallista alkuainetta, joka on palonkestävä. Se korvasi G-10:n, toisen komposiitin, joka oli vähemmän kestävä, useimmissa sovelluksissaan.

FR4:n etuna on hyvä vastus-painosuhde. Se ei ime vettä, säilyttää korkean mekaanisen lujuuden ja sillä on hyvä eristyskyky kuivassa tai kosteassa ympäristössä.

Esimerkkejä FR-4:stä

Vakio FR4: kuten nimensä osoittaa, tämä on standardi FR-4, jonka lämmönkestävyys on luokkaa 140 °C - 150 °C.

Korkea TG FR4: tämän tyyppisellä FR-4:llä on korkeampi lasittumislämpötila (TG) noin 180 °C.

Korkea CTI FR4: Vertaileva seurantaindeksi yli 600 volttia.

FR4 ilman laminoitua kuparia: ihanteellinen eristyslevyille ja levytuille.

Myöhemmin artikkelissa on lisätietoja näiden eri materiaalien ominaisuuksista.

Paksuutta valittaessa on otettava huomioon tekijät

Yhteensopivuus komponenttien kanssa: vaikka FR-4:ää käytetään monenlaisten painettujen piirien valmistukseen, sen paksuus vaikuttaa käytettyjen komponenttien tyyppeihin. Esimerkiksi THT-komponentit eroavat muista komponenteista ja vaativat ohuen piirilevyn.

Tilaa säästävä: Tilansäästö on välttämätöntä piirilevyä suunniteltaessa, erityisesti USB-liittimiä ja Bluetooth-lisävarusteita varten. Ohuimpia levyjä käytetään kokoonpanoissa, joissa tilansäästö on ratkaisevan tärkeää.

Muotoilua ja joustavuutta: useimmat valmistajat suosivat paksuja levyjä ohuiden levyjen sijaan. Käytettäessä FR-4:ää, jos alusta on liian ohut, se on vaarassa rikkoutua, jos levyn mittoja kasvatetaan. Toisaalta paksummat laudat ovat joustavia ja mahdollistavat V-urien luomisen.

Ympäristö, jossa piirilevyä käytetään, on otettava huomioon. Lääketieteen alan elektronisessa ohjausyksikössä ohuet piirilevyt takaavat rasituksen vähenemisen. Liian ohuet – ja siksi liian joustavat – levyt ovat alttiimpia kuumuudelle. Ne voivat taipua ja muodostaa ei-toivotun kulman komponenttien juotosvaiheiden aikana.

Impedanssin ohjaus: levyn paksuus tarkoittaa dielektrisen ympäristön paksuutta, tässä tapauksessa FR-4, mikä helpottaa impedanssin säätöä. Kun impedanssi on tärkeä tekijä, levyn paksuus on ratkaiseva kriteeri, joka on otettava huomioon.

Liitännät: painetussa piirissä käytettyjen liittimien tyyppi määrää myös FR-4:n paksuuden.

Miksi valita FR4?

Edullinen hinta FR4:stä tekee niistä vakiovaihtoehdon pienten PCB-sarjojen tuotantoon tai elektroniseen prototyyppien valmistukseen.

FR4 ei kuitenkaan ole ihanteellinen suurtaajuuksisille painetuille piireille. Vastaavasti, jos haluat rakentaa PCB-levyistäsi tuotteita, jotka eivät helposti salli komponenttien käyttöönottoa ja jotka eivät sovellu joustaville PCB-levyille, sinun tulee valita toinen materiaali: polyimidi/polyamidi.

Proto-Electronicsilta saatavilla erilaisia FR-4-tyyppejä

Vakio FR4

FR4 SHENGYI perhe S1000H
Paksuus 0,2-3,2 mm.
FR4 VENTEC perhe VT 481
Paksuus 0,2-3,2 mm.
FR4 SHENGYI perhe S1000-2
Paksuus 0,6-3,2 mm.
FR4 VENTEC perhe VT 47
Paksuus 0,6-3,2 mm.
FR4 SHENGYI perhe S1600
Vakiopaksuus 1,6 mm.
FR4 VENTEC perhe VT 42C
Vakiopaksuus 1,6 mm.
Tämä materiaali on kuparitonta epoksilasia, joka on suunniteltu käytettäväksi eristelevyissä, malleissa, levykannattimissa jne. Ne on valmistettu Gerber-tyyppisistä mekaanisista piirustuksista tai DXF-tiedostoista.
Paksuus 0,3-5 mm.