Baskılı Devreler için FR-4 Kılavuzu

FR-4 veya FR4'ün özellikleri ve karakteristikleri, onu uygun bir maliyetle çok yönlü hale getirir. Baskılı devre üretiminde kullanımının bu kadar yaygın olmasının nedeni budur. Bu nedenle blogumuzda bununla ilgili bir yazıya yer vermemiz normaldir.

Bu makalede aşağıdakiler hakkında daha fazla bilgi edineceksiniz:

FR4'ün özellikleri ve faydaları
FR-4'ün farklı türleri
Kalınlığı seçerken dikkate alınması gereken faktörler
Neden FR4'ü seçmelisiniz?
Proto-Electronics'ten temin edilebilen FR4 türleri

FR4 özellikleri ve malzemeleri

FR4, cam takviyeli epoksi reçine laminat için NEMA (Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği) tarafından tanımlanan bir standarttır.

FR, "alev geciktirici" anlamına gelir ve malzemenin, plastik malzemenin yanıcılığıyla ilgili UL94V-0 standardına uygun olduğunu belirtir. 94V-0 kodu tüm FR-4 PCB'lerde bulunabilir. Malzeme yandığında yangının yayılmamasını ve hızlı bir şekilde söndürülmesini garanti eder.

Üretim yöntemlerine ve kullanılan reçinelere bağlı olarak Yüksek TG'ler veya HiTG'ler için cam geçişi (TG), 115°C ila 200°C arasındadır. Standart bir FR-4 PCB, iki ince lamine bakır tabakası arasına sıkıştırılmış bir FR-4 tabakasına sahip olacaktır.

FR-4, yangına dayanıklı, halojen kimyasal element olarak adlandırılan bromu kullanır. Uygulamalarının çoğunda daha az dirençli başka bir kompozit olan G-10'un yerini aldı.

FR4 iyi bir direnç-ağırlık oranına sahip olma avantajına sahiptir. Suyu emmez, yüksek mekanik mukavemeti korur ve kuru veya nemli ortamlarda iyi bir yalıtım kapasitesine sahiptir.

FR-4 örnekleri

Standart FR4: Adından da anlaşılacağı gibi, 140°C ile 150°C arası ısı direncine sahip standart FR-4'tür.

Yüksek TG FR4: Bu tip FR-4'ün cam geçişi (TG) yaklaşık 180°C'dir.

Yüksek CTI FR4: Karşılaştırmalı İzleme İndeksi 600 Volttan yüksek.

Lamine bakır içermeyen FR4: Yalıtım plakaları ve levha destekleri için idealdir.

Makalenin ilerleyen kısımlarında bu farklı malzemelerin özelliklerine ilişkin daha fazla ayrıntı bulunmaktadır.

Kalınlığı seçerken dikkate alınması gereken faktörler

Bileşenlerle uyumluluk: FR-4 birçok türde baskılı devre üretmek için kullanılsa da kalınlığının kullanılan bileşen türleri üzerinde sonuçları vardır. Örneğin THT bileşenleri diğer bileşenlerden farklıdır ve ince bir PCB gerektirir.

Yer tasarrufu: Bir PCB tasarlarken, özellikle USB konektörleri ve Bluetooth aksesuarları için yerden tasarruf çok önemlidir. Yer tasarrufunun önemli olduğu konfigürasyonlarda en ince levhalar kullanılır.

Tasarım ve esneklik: Çoğu üretici kalın tahtaları ince olanlara tercih eder. FR-4 kullanıldığında alt tabakanın çok ince olması durumunda, levha boyutlarının büyütülmesi halinde kırılma riski söz konusu olacaktır. Öte yandan, daha kalın levhalar esnektir ve V-olukların oluşturulmasını mümkün kılar.

PCB'nin kullanılacağı ortam dikkate alınmalıdır. Tıbbi alandaki bir elektronik kontrol ünitesi için ince PCB'ler stresin azaltılmasını garanti eder. Çok ince ve dolayısıyla çok esnek olan tahtalar ısıya karşı daha savunmasızdır. Bileşen lehimleme adımları sırasında bükülebilir ve istenmeyen bir açı alabilirler.

Empedans kontrolü: Levha kalınlığı dielektrik ortam kalınlığını ifade eder, bu durumda FR-4, empedans kontrolünü kolaylaştıran şeydir. Empedans önemli bir faktör olduğunda panel kalınlığı dikkate alınması gereken belirleyici bir kriterdir.

Bağlantılar: Baskılı devre için kullanılan konnektörlerin tipi aynı zamanda FR-4 kalınlığını da belirler.

Neden FR4'ü seçmelisiniz?

FR4'lerin uygun maliyeti, onları küçük seri PCB üretimi veya elektronik prototipleme için standart bir seçenek haline getiriyor.

Ancak FR4, yüksek frekanslı baskılı devreler için ideal değildir. Benzer şekilde PCB'lerinizi, bileşenlerin kolayca benimsenmesine izin vermeyen ve esnek PCB'lere pek uygun olmayan ürünler halinde oluşturmak istiyorsanız başka bir malzemeyi tercih etmelisiniz: poliimid/poliamid.

Proto-Electronics'ten temin edilebilen farklı FR-4 türleri

Standart FR4

FR4 SHENGYI ailesi S1000H
Kalınlık 0,2 ila 3,2 mm arasındadır.
FR4 VENTEC ailesi VT 481
Kalınlık 0,2 ila 3,2 mm arasındadır.
FR4 SHENGYI ailesi S1000-2
Kalınlık 0,6 ila 3,2 mm arasındadır.
FR4 VENTEC ailesi VT 47
Kalınlık 0,6 ila 3,2 mm arasındadır.
FR4 SHENGYI ailesi S1600
Standart kalınlık 1,6 mm.
FR4 VENTEC ailesi VT 42C
Standart kalınlık 1,6 mm.
Bu malzeme izolasyon levhaları, şablonlar, levha destekleri vb. yerlerde kullanılmak üzere tasarlanmış, bakır içermeyen epoksi camdır. Gerber tipi mekanik çizimler veya DXF dosyaları kullanılarak üretilir.
Kalınlık 0,3 ila 5 mm arasındadır.