मुद्रित सर्किट के लिए FR-4 के लिए एक गाइड

FR-4 या FR4 के गुण और विशेषताएं इसे किफायती कीमत पर बहुत बहुमुखी बनाती हैं। यही कारण है कि मुद्रित सर्किट उत्पादन में इसका उपयोग इतना व्यापक है। इसलिए, यह सामान्य है कि हम अपने ब्लॉग पर इसके बारे में एक लेख शामिल करें।

इस लेख में, आप इसके बारे में और जानेंगे:

FR4 के गुण और लाभ
FR-4 के विभिन्न प्रकार
मोटाई चुनते समय विचार करने योग्य कारक
FR4 क्यों चुनें?
प्रोटो-इलेक्ट्रॉनिक्स से उपलब्ध FR4 के प्रकार

FR4 गुण और सामग्री

FR4 ग्लास-प्रबलित एपॉक्सी रेजिन लेमिनेट के लिए NEMA (नेशनल इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन) द्वारा परिभाषित एक मानक है।

FR का मतलब "फ्लेम रिटार्डेंट" है और यह दर्शाता है कि सामग्री प्लास्टिक सामग्री की ज्वलनशीलता पर UL94V-0 मानक के अनुरूप है। 94V-0 कोड सभी FR-4 PCB पर पाया जा सकता है। यह सामग्री के जलने पर आग के न फैलने और उसके तेजी से बुझने की गारंटी देता है।

इसका ग्लास ट्रांज़िशन (टीजी) विनिर्माण विधियों और उपयोग किए गए रेजिन के आधार पर उच्च टीजी या हाईटीजी के लिए 115 डिग्री सेल्सियस से 200 डिग्री सेल्सियस के क्रम का है। एक मानक FR-4 पीसीबी में लेमिनेटेड तांबे की दो पतली परतों के बीच FR-4 की एक परत होगी।

FR-4 ब्रोमीन का उपयोग करता है, एक तथाकथित हैलोजन रासायनिक तत्व जो आग प्रतिरोधी है। इसने अपने अधिकांश अनुप्रयोगों में G-10, एक अन्य सम्मिश्र जो कम प्रतिरोधी था, का स्थान ले लिया।

FR4 में अच्छा प्रतिरोध-भार अनुपात होने का लाभ है। यह पानी को अवशोषित नहीं करता है, उच्च यांत्रिक शक्ति रखता है और शुष्क या आर्द्र वातावरण में अच्छी इन्सुलेशन क्षमता रखता है।

FR-4 के उदाहरण

मानक FR4: जैसा कि इसके नाम से संकेत मिलता है, यह 140°C से 150°C के क्रम के ताप प्रतिरोध के साथ मानक FR-4 है।

उच्च टीजी FR4: इस प्रकार के FR-4 में लगभग 180°C का उच्च ग्लास ट्रांज़िशन (TG) होता है।

उच्च सीटीआई FR4: तुलनात्मक ट्रैकिंग सूचकांक 600 वोल्ट से अधिक।

FR4 बिना लेमिनेटेड तांबे के: इन्सुलेशन प्लेटों और बोर्ड सपोर्ट के लिए आदर्श।

लेख में बाद में इन विभिन्न सामग्रियों की विशेषताओं के बारे में अधिक विवरण दिए गए हैं।

मोटाई चुनते समय विचार करने योग्य कारक

घटकों के साथ अनुकूलता: भले ही FR-4 का उपयोग कई प्रकार के मुद्रित सर्किट बनाने के लिए किया जाता है, इसकी मोटाई का उपयोग किए गए घटकों के प्रकारों पर प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, टीएचटी घटक अन्य घटकों से भिन्न होते हैं और उन्हें पतले पीसीबी की आवश्यकता होती है।

जगह की बचत: पीसीबी को डिज़ाइन करते समय, विशेष रूप से यूएसबी कनेक्टर और ब्लूटूथ एक्सेसरीज़ के लिए जगह की बचत आवश्यक है। सबसे पतले बोर्डों का उपयोग उन कॉन्फ़िगरेशन में किया जाता है जिनमें स्थान की बचत महत्वपूर्ण होती है।

डिज़ाइन और लचीलापन: अधिकांश निर्माता पतले बोर्ड की अपेक्षा मोटे बोर्ड पसंद करते हैं। एफआर-4 का उपयोग करते हुए, यदि सब्सट्रेट बहुत पतला है, तो बोर्ड के आयाम बढ़ने पर इसके टूटने का खतरा होगा। दूसरी ओर, मोटे बोर्ड लचीले होते हैं और वी-खांचे बनाना संभव बनाते हैं।

पीसीबी का उपयोग जिस वातावरण में किया जाएगा उस पर अवश्य विचार किया जाना चाहिए। चिकित्सा क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई के लिए, पतले पीसीबी कम तनाव की गारंटी देते हैं। जो बोर्ड बहुत पतले होते हैं - और इसलिए बहुत लचीले होते हैं - वे गर्मी के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। घटक सोल्डरिंग चरणों के दौरान वे झुक सकते हैं और अवांछनीय कोण ले सकते हैं।

प्रतिबाधा नियंत्रण: बोर्ड की मोटाई ढांकता हुआ पर्यावरण की मोटाई को दर्शाती है, इस मामले में FR-4, जो कि प्रतिबाधा नियंत्रण की सुविधा प्रदान करती है। जब प्रतिबाधा एक महत्वपूर्ण कारक है, तो बोर्ड की मोटाई को ध्यान में रखा जाने वाला एक निर्धारित मानदंड है।

कनेक्शन: मुद्रित सर्किट के लिए उपयोग किए जाने वाले कनेक्टर का प्रकार भी FR-4 मोटाई निर्धारित करता है।

FR4 क्यों चुनें?

FR4s की किफायती लागत उन्हें पीसीबी की छोटी श्रृंखला के उत्पादन या इलेक्ट्रॉनिक प्रोटोटाइप के लिए एक मानक विकल्प बनाती है।

हालाँकि, FR4 उच्च आवृत्ति मुद्रित सर्किट के लिए आदर्श नहीं है। इसी तरह, यदि आप अपने पीसीबी को ऐसे उत्पादों में बनाना चाहते हैं जो आसानी से घटकों को अपनाने की अनुमति नहीं देते हैं और जो लचीले पीसीबी के लिए बहुत उपयुक्त नहीं हैं, तो आपको एक अन्य सामग्री को प्राथमिकता देनी चाहिए: पॉलीमाइड/पॉलियामाइड।

प्रोटो-इलेक्ट्रॉनिक्स से विभिन्न प्रकार के FR-4 उपलब्ध हैं

मानक FR4

FR4 शेंगयी परिवार S1000H
मोटाई 0.2 से 3.2 मिमी.
FR4 वेंटेक परिवार VT 481
मोटाई 0.2 से 3.2 मिमी.
FR4 शेंगयी परिवार S1000-2
मोटाई 0.6 से 3.2 मिमी.
FR4 वेंटेक परिवार VT 47
मोटाई 0.6 से 3.2 मिमी.
FR4 शेंगयी परिवार S1600
मानक मोटाई 1.6 मिमी.
FR4 वेंटेक परिवार VT 42C
मानक मोटाई 1.6 मिमी.
यह सामग्री तांबे के बिना एक एपॉक्सी ग्लास है, जिसे इन्सुलेशन प्लेट्स, टेम्पलेट्स, बोर्ड सपोर्ट आदि में उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन्हें गेरबर प्रकार के मैकेनिकल ड्राइंग या डीएक्सएफ फाइलों का उपयोग करके निर्मित किया जाता है।
मोटाई 0.3 से 5 मिमी.