Ръководство за FR-4 за печатни платки

Свойствата и характеристиките на FR-4 или FR4 го правят многофункционален на достъпна цена. Ето защо употребата му е толкова широко разпространена в производството на печатни платки. Затова е нормално да включим статия за него в нашия блог.

В тази статия ще научите повече за:

Свойства и предимства на FR4
Различните видове FR-4
Фактори, които трябва да се вземат предвид при избора на дебелина
Защо да изберете FR4?
Видовете FR4, предлагани от Proto-Electronics

Свойства и материали на FR4

FR4 е стандарт, определен от NEMA (Национална асоциация на производителите на електротехника) за епоксиден ламинат, подсилен със стъклени влакна.

FR означава „забавящ горенето“ и показва, че материалът е в съответствие със стандарта UL94V-0 за запалимост на пластмасови материали. Кодът 94V-0 може да се намери на всички печатни платки FR-4. Той гарантира неразпространение на огъня и бързото му потушаване, когато материалът изгори.

Температурата на стъклен преход (TG) е от порядъка на 115°C до 200°C за High TG или HiTG, в зависимост от методите на производство и използваните смоли. Стандартната печатна платка FR-4 ще има слой FR-4, разположен между два тънки слоя ламинирана мед.

FR-4 използва бром, така наречен халогенен химичен елемент, който е огнеупорен. Той замени G-10, друг композит, който беше по-малко устойчив, в повечето си приложения.

FR4 има предимството да има добро съотношение съпротивление-тегло. Той не абсорбира вода, поддържа висока механична якост и има добра изолационна способност в суха или влажна среда.

Примери за FR-4

Стандартен FR4както подсказва името му, това е стандартният FR-4 с устойчивост на топлина от порядъка на 140°C до 150°C.

Високо TG FR4: този тип FR-4 има по-висока температура на стъкловиден преход (TG) от около 180°C.

Висок CTI FR4Сравнителен индекс на проследяване по-висок от 600 волта.

FR4 без ламинирана медИдеален за изолационни плочи и опори за плоскости.

Повече подробности за характеристиките на тези различни материали ще намерите по-нататък в статията.

Фактори, които трябва да се вземат предвид при избора на дебелина

Съвместимост с компонентитеВъпреки че FR-4 се използва за производството на много видове печатни платки, дебелината му има значение за видовете използвани компоненти. Например, THT компонентите са различни от другите компоненти и изискват тънка печатна платка.

Спестяване на мястоСпестяването на място е от съществено значение при проектирането на печатни платки, особено за USB конектори и Bluetooth аксесоари. Най-тънките платки се използват в конфигурации, при които спестяването на място е от решаващо значение.

Дизайн и гъвкавостПовечето производители предпочитат дебели плоскости пред тънки. При използване на FR-4, ако основата е твърде тънка, съществува риск от счупване, ако размерите на плоскостта се увеличат. От друга страна, по-дебелите плоскости са гъвкави и позволяват създаването на V-образни канали.

Трябва да се вземе предвид средата, в която ще се използва печатната платка. За електронни контролни устройства в медицинската област, тънките печатни платки гарантират намалено напрежение. Платките, които са твърде тънки – и следователно твърде гъвкави – са по-уязвими на топлина. Те могат да се огънат и да приемат нежелан ъгъл по време на стъпките на запояване на компонентите.

Контрол на импеданса: дебелината на платката предполага дебелината на диелектричната среда, в този случай FR-4, което улеснява контрола на импеданса. Когато импедансът е важен фактор, дебелината на платката е определящ критерий, който трябва да се вземе предвид.

ВръзкиВидът на конекторите, използвани за печатна платка, също определя дебелината на FR-4.

Защо да изберете FR4?

Достъпната цена на FR4 ги прави стандартен вариант за производство на малки серии печатни платки или за електронно прототипиране.

FR4 обаче не е идеален за високочестотни печатни платки. По подобен начин, ако искате да изградите печатните си платки в продукти, които не позволяват лесното им използване и които са малко подходящи за гъвкави печатни платки, трябва да предпочетете друг материал: полиимид/полиамид.

Различните видове FR-4, предлагани от Proto-Electronics

Стандартен FR4

FR4 SHENGYI семейство S1000H
Дебелина от 0,2 до 3,2 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 481
Дебелина от 0,2 до 3,2 мм.
FR4 SHENGYI семейство S1000-2
Дебелина от 0,6 до 3,2 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 47
Дебелина от 0,6 до 3,2 мм.
FR4 SHENGYI семейство S1600
Стандартна дебелина 1,6 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 42C
Стандартна дебелина 1,6 мм.
Този материал е епоксидно стъкло без мед, предназначено за употреба в изолационни плочи, шаблони, опори за платки и др. Произвеждат се с помощта на механични чертежи тип Gerber или DXF файлове.
Дебелина от 0,3 до 5 мм.