Panduan FR-4 untuk Sirkuit Cetak

Sifat dan karakteristik FR-4 atau FR4 membuatnya sangat serbaguna dengan biaya yang terjangkau. Inilah sebabnya mengapa penggunaannya begitu luas dalam produksi sirkuit cetak. Oleh karena itu, wajar jika kami menyertakan artikel tentang hal tersebut di blog kami.

Pada artikel ini, Anda akan mengetahui lebih lanjut tentang:

Khasiat dan manfaat FR4
Berbagai jenis FR-4
Faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih ketebalan
Mengapa memilih FR4?
Jenis FR4 tersedia dari Proto-Electronics

Sifat dan bahan FR4

FR4 adalah standar yang ditentukan oleh NEMA (National Electrical Produsen Association) untuk laminasi resin epoksi yang diperkuat kaca.

FR adalah singkatan dari “flame retardant” dan menunjukkan bahwa bahan tersebut mematuhi standar UL94V-0 tentang sifat mudah terbakar bahan plastik. Kode 94V-0 dapat ditemukan di semua PCB FR-4. Ini menjamin tidak menjalarnya api dan cepat padam jika material terbakar.

Transisi kaca (TG)-nya berkisar antara 115°C hingga 200°C untuk TG Tinggi atau HiTG, bergantung pada metode pembuatan dan resin yang digunakan. PCB FR-4 standar akan memiliki lapisan FR-4 yang diapit di antara dua lapisan tipis tembaga laminasi.

FR-4 menggunakan bromin, yang disebut unsur kimia halogen yang tahan api. Ini menggantikan G-10, komposit lain yang kurang tahan, di sebagian besar penerapannya.

Keunggulan FR4 adalah memiliki rasio resistensi-berat yang baik. Itu tidak menyerap air, mempertahankan kekuatan mekanik yang tinggi dan memiliki kapasitas isolasi yang baik di lingkungan kering atau lembab.

Contoh FR-4

Standar FR4: sesuai dengan namanya, ini adalah standar FR-4 dengan ketahanan panas antara 140°C hingga 150°C.

TG FR4 tinggi: jenis FR-4 ini memiliki transisi kaca (TG) yang lebih tinggi sekitar 180°C.

CTI FR4 tinggi: Indeks Pelacakan Komparatif lebih tinggi dari 600 Volt.

FR4 tanpa tembaga laminasi: ideal untuk pelat insulasi dan penyangga papan.

Detail lebih lanjut tentang karakteristik bahan-bahan berbeda ini akan dijelaskan nanti di artikel.

Faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih ketebalan

Kompatibilitas dengan komponen: meskipun FR-4 digunakan untuk memproduksi berbagai jenis sirkuit cetak, ketebalannya mempunyai konsekuensi pada jenis komponen yang digunakan. Misalnya komponen THT berbeda dengan komponen lainnya dan membutuhkan PCB yang tipis.

Menghemat ruang: penghematan ruang sangat penting saat mendesain PCB, khususnya untuk konektor USB dan aksesori Bluetooth. Papan tertipis digunakan dalam konfigurasi yang mengutamakan penghematan ruang.

Desain dan fleksibilitas: sebagian besar produsen lebih memilih papan tebal daripada papan tipis. Dengan menggunakan FR-4, jika media terlalu tipis, maka akan berisiko pecah jika dimensi papan diperbesar. Sebaliknya, papan yang lebih tebal bersifat fleksibel dan memungkinkan pembuatan alur berbentuk V.

Lingkungan tempat PCB akan digunakan harus dipertimbangkan. Untuk unit kontrol elektronik di bidang medis, PCB tipis menjamin pengurangan stres. Papan yang terlalu tipis – sehingga terlalu fleksibel – lebih rentan terhadap panas. Mereka dapat menekuk dan mengambil sudut yang tidak diinginkan selama tahap penyolderan komponen.

Kontrol impedansi: ketebalan papan menyiratkan ketebalan lingkungan dielektrik, dalam hal ini FR-4, yang memfasilitasi kontrol impedansi. Ketika impedansi merupakan faktor penting, ketebalan papan merupakan kriteria penentu yang harus diperhitungkan.

Koneksi: jenis konektor yang digunakan untuk sirkuit tercetak juga menentukan ketebalan FR-4.

Mengapa memilih FR4?

Harga FR4 yang terjangkau menjadikannya pilihan standar untuk produksi PCB seri kecil atau untuk pembuatan prototipe elektronik.

Namun, FR4 tidak ideal untuk sirkuit cetak frekuensi tinggi. Demikian pula, jika Anda ingin membuat PCB menjadi produk yang tidak mudah mengadopsi komponen dan kurang cocok untuk PCB fleksibel, Anda sebaiknya memilih bahan lain: polimida/poliamida.

Berbagai jenis FR-4 tersedia dari Proto-Electronics

Standar FR4

Keluarga FR4 SHENGYI S1000H
Ketebalan dari 0,2 hingga 3,2 mm.
Keluarga FR4 VENTEC VT 481
Ketebalan dari 0,2 hingga 3,2 mm.
Keluarga FR4 SHENGYI S1000-2
Ketebalan dari 0,6 hingga 3,2 mm.
Keluarga FR4 VENTEC VT 47
Ketebalan dari 0,6 hingga 3,2 mm.
Keluarga FR4 SHENGYI S1600
Ketebalan standar 1,6 mm.
Keluarga FR4 VENTEC VT 42C
Ketebalan standar 1,6 mm.
Bahan ini adalah kaca epoksi tanpa tembaga, dirancang untuk digunakan pada pelat insulasi, templat, penyangga papan, dll. Bahan ini dibuat menggunakan gambar mekanis tipe Gerber atau file DXF.
Ketebalan dari 0,3 hingga 5 mm.