Isang Gabay sa FR-4 para sa Mga Naka-print na Circuit

Ang mga katangian at katangian ng FR-4 o FR4 ay ginagawa itong napaka-versatile sa abot-kayang halaga. Ito ang dahilan kung bakit ang paggamit nito ay napakalawak sa produksyon ng naka-print na circuit. Kaya naman, normal lang na magsama tayo ng artikulo tungkol dito sa ating blog.

Sa artikulong ito, malalaman mo ang higit pa tungkol sa:

Ang mga katangian at benepisyo ng FR4
Ang iba't ibang uri ng FR-4
Ang mga kadahilanan na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng kapal
Bakit pumili ng FR4?
Ang mga uri ng FR4 na makukuha mula sa Proto-Electronics

Mga katangian at materyales ng FR4

Ang FR4 ay isang pamantayang tinukoy ng NEMA (National Electrical Manufacturers Association) para sa isang glass-reinforced epoxy resin laminate.

Ang FR ay kumakatawan sa "flame retardant" at nagpapahiwatig na ang materyal ay sumusunod sa pamantayan ng UL94V-0 sa plastic material inflammability. Ang 94V-0 code ay matatagpuan sa lahat ng FR-4 PCB. Ginagarantiyahan nito ang hindi pagpapalaganap ng apoy at ang mabilis na pagkapatay nito kapag nasusunog ang materyal.

Ang glass transition (TG) nito ay nasa pagkakasunud-sunod ng 115°C hanggang 200°C para sa High TGs o HiTGs depende sa mga pamamaraan ng pagmamanupaktura at mga resin na ginamit. Ang isang karaniwang FR-4 PCB ay magkakaroon ng isang layer ng FR-4 na nasa pagitan ng dalawang manipis na layer ng nakalamina na tanso.

Ang FR-4 ay gumagamit ng bromine, isang tinatawag na halogen chemical element na lumalaban sa sunog. Pinalitan nito ang G-10, isa pang composite na hindi gaanong lumalaban, sa karamihan ng mga aplikasyon nito.

Ang FR4 ay may bentahe ng pagkakaroon ng magandang resistance-weight ratio. Hindi ito sumisipsip ng tubig, nagpapanatili ng mataas na mekanikal na lakas at may mahusay na kapasidad ng insulating sa tuyo o mahalumigmig na mga kapaligiran.

Mga halimbawa ng FR-4

Karaniwang FR4: gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, ito ang karaniwang FR-4 na may paglaban sa init sa pagkakasunud-sunod na 140°C hanggang 150°C.

Mataas na TG FR4: ang ganitong uri ng FR-4 ay may mas mataas na glass transition (TG) na humigit-kumulang 180°C.

Mataas na CTI FR4: Comparative Tracking Index na mas mataas sa 600 Volts.

FR4 na walang nakalamina na tanso: mainam para sa mga insulation plate at board support.

Mayroong higit pang mga detalye ng mga katangian ng iba't ibang mga materyales na ito mamaya sa artikulo.

Mga salik na dapat isaalang-alang kapag pumipili ng kapal

Pagkakatugma sa mga bahagi: kahit na ang FR-4 ay ginagamit upang makagawa ng maraming uri ng naka-print na circuit, ang kapal nito ay may mga kahihinatnan sa mga uri ng sangkap na ginamit. Halimbawa, ang mga bahagi ng THT ay iba sa iba pang mga bahagi at nangangailangan ng manipis na PCB.

Pagtitipid ng espasyo: Mahalaga ang pagtitipid ng espasyo kapag nagdidisenyo ng PCB, partikular para sa mga USB connector at Bluetooth accessories. Ang mga pinakamanipis na board ay ginagamit sa mga pagsasaayos kung saan ang pagtitipid ng espasyo ay mahalaga.

Disenyo at kakayahang umangkop: mas gusto ng karamihan sa mga tagagawa ang makapal na tabla kaysa sa manipis. Gamit ang FR-4, kung ang substrate ay masyadong manipis, ito ay nasa panganib na masira kung ang mga sukat ng board ay tumaas. Sa kabilang banda, ang mas makapal na mga board ay nababaluktot at ginagawang posible na lumikha ng mga V-grooves.

Dapat isaalang-alang ang kapaligiran kung saan gagamitin ang PCB. Para sa isang electronic control unit sa larangang medikal, ginagarantiyahan ng manipis na mga PCB ang pagbawas ng stress. Ang mga board na masyadong manipis - at samakatuwid ay masyadong nababaluktot - ay mas madaling maapektuhan ng init. Maaari silang yumuko at kumuha ng hindi kanais-nais na anggulo sa panahon ng mga hakbang sa paghihinang ng bahagi.

Kontrol ng impedance: ang kapal ng board ay nagpapahiwatig ng dielectric na kapal ng kapaligiran, sa kasong ito FR-4, na siyang nagpapadali sa kontrol ng impedance. Kapag ang impedance ay isang mahalagang kadahilanan, ang kapal ng board ay isang pagtukoy ng criterion na dapat isaalang-alang.

Mga koneksyon: ang uri ng mga konektor na ginagamit para sa isang naka-print na circuit ay tumutukoy din sa kapal ng FR-4.

Bakit pumili ng FR4?

Ang abot-kayang halaga ng mga FR4 ay ginagawa silang isang karaniwang opsyon para sa paggawa ng maliliit na serye ng mga PCB o para sa electronic prototyping.

Gayunpaman, ang FR4 ay hindi perpekto para sa mga high frequency na naka-print na circuit. Katulad nito, kung gusto mong gawin ang iyong mga PCB sa mga produkto na hindi madaling pinapayagan ang pag-aampon ng mga bahagi at hindi gaanong angkop sa mga nababaluktot na PCB, mas gusto mo ang isa pang materyal: polyimide/polyamide.

Ang iba't ibang uri ng FR-4 na makukuha mula sa Proto-Electronics

Karaniwang FR4

FR4 SHENGYI pamilya S1000H
Kapal mula 0.2 hanggang 3.2 mm.
FR4 VENTEC pamilya VT 481
Kapal mula 0.2 hanggang 3.2 mm.
FR4 SHENGYI pamilya S1000-2
Kapal mula 0.6 hanggang 3.2 mm.
FR4 VENTEC pamilya VT 47
Kapal mula 0.6 hanggang 3.2 mm.
FR4 SHENGYI pamilya S1600
Karaniwang kapal 1.6 mm.
FR4 VENTEC pamilya VT 42C
Karaniwang kapal 1.6 mm.
Ang materyal na ito ay isang epoxy glass na walang tanso, na idinisenyo para gamitin sa mga insulation plate, template, board support, atbp. Ginagawa ang mga ito gamit ang Gerber type mechanical drawings o DXF file.
Kapal mula 0.3 hanggang 5 mm.