Un ghid pentru FR-4 pentru circuite imprimate

Proprietățile și caracteristicile FR-4 sau FR4 îl fac foarte versatil la un cost accesibil. Acesta este motivul pentru care utilizarea sa este atât de răspândită în producția de circuite imprimate. Prin urmare, este normal să includem un articol despre asta pe blogul nostru.

În acest articol, veți afla mai multe despre:

Proprietățile și beneficiile FR4
Diferitele tipuri de FR-4
Factorii de luat în considerare la alegerea grosimii
De ce să alegeți FR4?
Tipurile de FR4 disponibile de la Proto-Electronics

Proprietăți și materiale FR4

FR4 este un standard definit de NEMA (National Electrical Manufacturers Association) pentru un laminat de rășină epoxidică armată cu sticlă.

FR înseamnă „ignifug” și indică faptul că materialul este în conformitate cu standardul UL94V-0 privind inflamabilitatea materialului plastic. Codul 94V-0 poate fi găsit pe toate PCB-urile FR-4. Garantează nepropagarea focului și stingerea rapidă a acestuia atunci când materialul arde.

Tranziția sa sticloasă (TG) este de ordinul 115°C până la 200°C pentru High TG sau HiTG, în funcție de metodele de fabricație și de rășinile utilizate. Un PCB standard FR-4 va avea un strat de FR-4 intercalat între două straturi subțiri de cupru laminat.

FR-4 folosește brom, un așa-numit element chimic cu halogen care este rezistent la foc. A înlocuit G-10, un alt compozit care era mai puțin rezistent, în majoritatea aplicațiilor sale.

FR4 are avantajul de a avea un raport rezistență-greutate bun. Nu absoarbe apa, pastreaza rezistenta mecanica ridicata si are o buna capacitate de izolare in medii uscate sau umede.

Exemple de FR-4

Standard FR4: după cum indică numele, acesta este standardul FR-4 cu rezistență la căldură de ordinul 140°C până la 150°C.

TG ridicat FR4: acest tip de FR-4 are tranziție sticloasă (TG) mai mare de aproximativ 180°C.

CTI ridicat FR4: Indice de urmărire comparativ mai mare de 600 de volți.

FR4 fără cupru laminat: ideal pentru plăci izolatoare și suporturi de plăci.

Există mai multe detalii despre caracteristicile acestor materiale diferite mai târziu în articol.

Factori de luat în considerare la alegerea grosimii

Compatibilitate cu componente: chiar dacă FR-4 este folosit pentru a produce multe tipuri de circuite imprimate, grosimea lui are consecințe asupra tipurilor de componente utilizate. De exemplu, componentele THT sunt diferite de alte componente și necesită un PCB subțire.

Economie de spațiu: economia de spațiu este esențială atunci când proiectați un PCB, în special pentru conectorii USB și accesoriile Bluetooth. Cele mai subțiri plăci sunt folosite în configurații în care economia de spațiu este crucială.

Design și flexibilitate: majoritatea producatorilor prefera placile groase celor subtiri. Folosind FR-4, dacă substratul este prea subțire, ar fi sub riscul de rupere dacă dimensiunile plăcii ar fi mărite. Pe de altă parte, plăcile mai groase sunt flexibile și fac posibilă crearea de caneluri în V.

Trebuie luat în considerare mediul în care va fi utilizat PCB-ul. Pentru o unitate de control electronică în domeniul medical, PCB-urile subțiri garantează stres redus. Plăcile care sunt prea subțiri – și, prin urmare, prea flexibile – sunt mai vulnerabile la căldură. Ele se pot îndoi și pot lua un unghi nedorit în timpul etapelor de lipire a componentelor.

Controlul impedanței: grosimea plăcii implică grosimea mediului dielectric, în acest caz FR-4, ceea ce facilitează controlul impedanței. Când impedanța este un factor important, grosimea plăcii este un criteriu determinant care trebuie luat în considerare.

Conexiuni: tipul de conectori folositi pentru un circuit imprimat determina si grosimea FR-4.

De ce să alegeți FR4?

Costul accesibil al FR4-urilor le face o opțiune standard pentru producția de serii mici de PCB-uri sau pentru prototipare electronică.

Cu toate acestea, FR4 nu este ideal pentru circuitele imprimate de înaltă frecvență. În mod similar, dacă doriți să vă transformați PCB-urile în produse care nu permit cu ușurință adoptarea de componente și care sunt puțin potrivite pentru PCB-urile flexibile, ar trebui să preferați un alt material: poliimidă/poliamidă.

Diferitele tipuri de FR-4 disponibile de la Proto-Electronics

Standard FR4

FR4 SHENGYI familia S1000H
Grosimea de la 0,2 la 3,2 mm.
FR4 VENTEC familia VT 481
Grosimea de la 0,2 la 3,2 mm.
FR4 SHENGYI familia S1000-2
Grosime de la 0,6 la 3,2 mm.
FR4 VENTEC familia VT 47
Grosime de la 0,6 la 3,2 mm.
FR4 SHENGYI familia S1600
Grosimea standard 1,6 mm.
FR4 VENTEC familia VT 42C
Grosimea standard 1,6 mm.
Acest material este o sticlă epoxidică fără cupru, concepută pentru utilizare în plăci izolatoare, șabloane, suporturi de plăci etc. Sunt fabricate folosind desene mecanice de tip Gerber sau fișiere DXF.
Grosimea de la 0,3 la 5 mm.