Vodič za FR-4 za tiskane krugove

Svojstva i karakteristike FR-4 ili FR4 čine ga vrlo svestranim po pristupačnoj cijeni. Zbog toga je njegova upotreba toliko raširena u proizvodnji tiskanih krugova. Stoga je normalno da o tome objavimo članak na našem blogu.

U ovom ćete članku saznati više o:

Svojstva i prednosti FR4
Različite vrste FR-4
Čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru debljine
Zašto odabrati FR4?
Tipovi FR4 dostupni od Proto-Electronics

FR4 svojstva i materijali

FR4 je standard definiran od strane NEMA (National Electrical Manufacturers Association) za laminat od epoksidne smole ojačan staklom.

FR je kratica za "usporivač plamena" i označava da je materijal u skladu sa standardom UL94V-0 o zapaljivosti plastičnog materijala. Kôd 94V-0 može se pronaći na svim FR-4 tiskanim pločama. Jamči neširenje požara i njegovo brzo gašenje kada materijal izgori.

Njegov stakleni prijelaz (TG) je reda veličine od 115°C do 200°C za visoke TG ili HiTG ovisno o proizvodnim metodama i korištenim smolama. Standardni FR-4 PCB će imati sloj FR-4 u sendviču između dva tanka sloja laminiranog bakra.

FR-4 koristi brom, takozvani halogeni kemijski element koji je otporan na vatru. Zamijenio je G-10, drugi kompozit koji je bio manje otporan, u većini svojih primjena.

FR4 ima prednost jer ima dobar omjer otpora i težine. Ne upija vodu, zadržava visoku mehaničku čvrstoću i ima dobru izolacijsku sposobnost u suhim ili vlažnim okruženjima.

Primjeri FR-4

Standardni FR4: kao što mu ime kaže, ovo je standardni FR-4 s otpornošću na toplinu reda veličine od 140°C do 150°C.

Visoki TG FR4: ova vrsta FR-4 ima veću temperaturu staklenog prijelaza (TG) od oko 180°C.

Visoki CTI FR4: Usporedni indeks praćenja viši od 600 volti.

FR4 bez laminiranog bakra: idealno za izolacijske ploče i nosače ploča.

Više detalja o karakteristikama ovih različitih materijala nalazi se kasnije u članku.

Čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru debljine

Kompatibilnost s komponentama: iako se FR-4 koristi za proizvodnju mnogih tipova tiskanih krugova, njegova debljina ima posljedice na vrste komponenti koje se koriste. Na primjer, THT komponente razlikuju se od ostalih komponenti i zahtijevaju tanku PCB.

Ušteda prostora: ušteda prostora bitna je pri projektiranju PCB-a, posebno za USB priključke i Bluetooth dodatke. Najtanje ploče koriste se u konfiguracijama u kojima je ključna ušteda prostora.

Dizajn i fleksibilnost: većina proizvođača preferira debele ploče nego tanke. Ako koristite FR-4, ako je podloga pretanka, postoji opasnost od loma ako se dimenzije ploče povećaju. S druge strane, deblje ploče su fleksibilne i omogućuju izradu V-utora.

Mora se uzeti u obzir okruženje u kojem će se PCB koristiti. Za elektroničku upravljačku jedinicu u medicinskom području, tanki PCB jamče smanjeni stres. Daske koje su pretanke – i stoga previše savitljive – osjetljivije su na toplinu. Mogu se saviti i zauzeti neželjeni kut tijekom koraka lemljenja komponenti.

Kontrola impedancije: debljina ploče podrazumijeva debljinu dielektrične sredine, u ovom slučaju FR-4, što olakšava kontrolu impedancije. Kada je impedancija važan faktor, debljina ploče je odlučujući kriterij koji treba uzeti u obzir.

Veze: tip konektora koji se koristi za tiskani krug također određuje debljinu FR-4.

Zašto odabrati FR4?

Pristupačna cijena FR4 čini ih standardnom opcijom za proizvodnju malih serija PCB-a ili za elektroničku izradu prototipova.

Međutim, FR4 nije idealan za visokofrekventne tiskane krugove. Slično tome, ako želite ugraditi svoje PCB-e u proizvode koji ne dopuštaju jednostavno usvajanje komponenti i koji su slabo prilagođeni fleksibilnim PCB-ima, trebali biste preferirati drugi materijal: poliimid/poliamid.

Različite vrste FR-4 dostupne od Proto-Electronics

Standardni FR4

FR4 SHENGYI obitelj S1000H
Debljina od 0,2 do 3,2 mm.
FR4 VENTEC obitelj VT 481
Debljina od 0,2 do 3,2 mm.
FR4 SHENGYI obitelj S1000-2
Debljina od 0,6 do 3,2 mm.
FR4 VENTEC obitelj VT 47
Debljina od 0,6 do 3,2 mm.
FR4 SHENGYI obitelj S1600
Standardna debljina 1,6 mm.
FR4 VENTEC obitelj VT 42C
Standardna debljina 1,6 mm.
Ovaj materijal je epoksidno staklo bez bakra, dizajnirano za upotrebu u izolacijskim pločama, predlošcima, nosačima ploča itd. Proizvode se pomoću mehaničkih crteža tipa Gerber ili DXF datoteka.
Debljina od 0,3 do 5 mm.