Руководство по FR-4 для печатных плат

Свойства и характеристики FR-4 или FR4 делают его очень универсальным по доступной цене. Именно поэтому его использование так широко распространено в производстве печатных плат. Поэтому вполне нормально, что мы размещаем об этом статью в нашем блоге.

В этой статье вы узнаете больше о:

Свойства и преимущества FR4
Различные типы FR-4
Факторы, которые следует учитывать при выборе толщины
Почему стоит выбрать FR4?
Типы FR4, доступные от Proto-Electronics

Свойства и материалы FR4

FR4 — это стандарт, определенный NEMA (Национальной ассоциацией производителей электрооборудования) для ламината из эпоксидной смолы, армированного стекловолокном.

FR означает «огнестойкий» и указывает на то, что материал соответствует стандарту UL94V-0 по воспламеняемости пластиковых материалов. Код 94V-0 можно найти на всех печатных платах FR-4. Это гарантирует нераспространение огня и его быстрое тушение при горении материала.

Его стеклование (TG) составляет от 115°C до 200°C для High TG или HiTG, в зависимости от методов производства и используемых смол. Стандартная печатная плата FR-4 будет иметь слой FR-4, расположенный между двумя тонкими слоями ламинированной меди.

В FR-4 используется бром, так называемый галогенный химический элемент, который является огнестойким. Он заменил G-10, другой композит, который был менее устойчивым, в большинстве случаев применения.

Преимущество FR4 заключается в хорошем соотношении сопротивления и веса. Он не впитывает воду, сохраняет высокую механическую прочность и обладает хорошей изоляционной способностью в сухой или влажной среде.

Примеры FR-4

Стандартный FR4: как следует из названия, это стандарт FR-4 с термостойкостью порядка 140–150°C.

Высокий ТГ FR4: этот тип FR-4 имеет более высокую температуру стеклования (TG) – около 180°C.

Высокий CTI FR4: Сравнительный индекс отслеживания выше 600 Вольт.

FR4 без ламинированной меди: идеально подходит для изоляционных плит и опор плит.

Более подробная информация о характеристиках этих различных материалов представлена далее в статье.

Факторы, которые следует учитывать при выборе толщины

Совместимость с компонентами: хотя FR-4 используется для производства многих типов печатных плат, его толщина влияет на типы используемых компонентов. Например, компоненты THT отличаются от других компонентов и требуют тонкой печатной платы.

Экономия места: экономия места важна при проектировании печатной платы, особенно для разъемов USB и аксессуаров Bluetooth. Самые тонкие платы используются в конфигурациях, в которых экономия места имеет решающее значение.

Дизайн и гибкость: большинство производителей предпочитают толстые доски тонким. При использовании FR-4, если подложка слишком тонкая, существует риск ее поломки при увеличении размеров платы. С другой стороны, более толстые доски являются гибкими и позволяют создавать V-образные пазы.

Необходимо учитывать среду, в которой будет использоваться печатная плата. Для электронного блока управления в медицинской сфере тонкие печатные платы гарантируют снижение нагрузки. Слишком тонкие и, следовательно, слишком гибкие доски более уязвимы к нагреву. Они могут сгибаться и принимать нежелательный угол во время пайки компонентов.

Контроль импеданса: толщина платы подразумевает толщину диэлектрической среды, в данном случае FR-4, что облегчает контроль импеданса. Когда импеданс является важным фактором, определяющим критерием, который следует учитывать, является толщина платы.

Соединения: тип разъемов, используемых для печатной платы, также определяет толщину FR-4.

Почему стоит выбрать FR4?

Доступная стоимость FR4 делает их стандартным вариантом для производства небольших серий печатных плат или для электронного прототипирования.

Однако FR4 не идеален для высокочастотных печатных плат. Аналогичным образом, если вы хотите превратить свои печатные платы в продукты, которые не позволяют легко использовать компоненты и которые мало подходят для гибких печатных плат, вам следует предпочесть другой материал: полиимид/полиамид.

Различные типы FR-4, доступные от Proto-Electronics.

Стандартный FR4

Семейство FR4 SHENGYI S1000H
Толщина от 0,2 до 3,2 мм.
Семейство FR4 VENTEC VT 481
Толщина от 0,2 до 3,2 мм.
Семейство FR4 SHENGYI S1000-2
Толщина от 0,6 до 3,2 мм.
Семейство FR4 VENTEC VT 47
Толщина от 0,6 до 3,2 мм.
Семейство FR4 SHENGYI S1600
Стандартная толщина 1,6 мм.
Семейство FR4 VENTEC VT 42C
Стандартная толщина 1,6 мм.
Этот материал представляет собой эпоксидное стекло, не содержащее меди, предназначенное для использования в изоляционных пластинах, шаблонах, опорах плат и т. д. Они изготавливаются с использованием механических чертежей типа Gerber или файлов DXF.
Толщина от 0,3 до 5 мм.