Gvidilo al FR-4 por Presitaj Cirkvitoj

La ecoj kaj karakterizaĵoj de FR-4 aŭ FR4 igas ĝin tre multflanka je atingebla kosto. Tial ĝia uzo estas tiel vaste uzata en la produktado de presitaj cirkvitoj. Tial estas normale, ke ni inkluzivas artikolon pri ĝi en nia blogo.

En ĉi tiu artikolo, vi ekscios pli pri:

La ecoj kaj avantaĝoj de FR4
La diversaj tipoj de FR-4
La faktoroj por konsideri kiam oni elektas la dikecon
Kial elekti FR4?
La tipoj de FR4 haveblaj de Proto-Electronics

FR4-ecoj kaj materialoj

FR4 estas normo difinita de NEMA (Nacia Asocio de Elektraj Fabrikistoj) por vitro-plifortigita epoksiorezina lamenaro.

FR signifas "flammalfruigilo" kaj indikas, ke la materialo konformas al la normo UL94V-0 pri flamiĝemo de plastaj materialoj. La kodo 94V-0 troveblas sur ĉiuj FR-4 cirkvitaj cirkvitoj. Ĝi garantias la ne-disvastiĝon de fajro kaj ĝian rapidan estingiĝon kiam la materialo brulas.

Ĝia vitra transiro (TG) estas de la ordo de 115 °C ĝis 200 °C por la Altaj TG-oj aŭ HiTG-oj depende de la fabrikadmetodoj kaj la uzitaj rezinoj. Norma FR-4 PCB havos tavolon de FR-4 intermetita inter du maldikaj tavoloj de lamenigita kupro.

FR-4 uzas bromon, tiel nomatan halogenan kemian elementon, kiu estas fajrorezista. Ĝi anstataŭigis G-10, alian kompoziton, kiu estis malpli rezistema, en la plej multaj el siaj aplikoj.

FR4 havas la avantaĝon havi bonan rilatumon inter rezisto kaj pezo. Ĝi ne sorbas akvon, konservas altan mekanikan forton kaj havas bonan izolan kapablon en sekaj aŭ humidaj medioj.

Ekzemploj de FR-4

Normo FR4: kiel ĝia nomo indikas, ĉi tiu estas la norma FR-4 kun varmorezisto de la ordo de 140°C ĝis 150°C.

Alta TG FR4ĉi tiu tipo de FR-4 havas pli altan vitran transiron (TG) de ĉirkaŭ 180 °C.

Alta CTI FR4Kompara Spurada Indekso pli alta ol 600 Voltoj.

FR4 sen lamenigita kuproideala por izolaj platoj kaj tabulaj subtenoj.

Pliaj detaloj pri la karakterizaĵoj de ĉi tiuj diversaj materialoj troviĝas poste en la artikolo.

Faktoroj por konsideri kiam oni elektas la dikecon

Kongrueco kun komponantojKvankam FR-4 estas uzata por produkti multajn specojn de presita cirkvito, ĝia dikeco havas konsekvencojn sur la specoj de uzataj komponantoj. Ekzemple, THT-komponantoj estas malsamaj ol aliaj komponantoj kaj postulas maldikan PCB-on.

SpacŝparadoSpacŝparo estas esenca dum la dizajnado de PCB, precipe por USB-konektiloj kaj Bluetooth-akcesoraĵoj. La plej maldikaj platoj estas uzataj en konfiguracioj kie spacŝparo estas decida.

Dezajno kaj fleksebleco: plej multaj fabrikantoj preferas dikajn platojn al maldikaj. Uzante FR-4, se la substrato estas tro maldika, ĝi riskus rompiĝi se la platdimensioj estus pliigitaj. Aliflanke, pli dikaj platoj estas flekseblaj kaj ebligas krei V-kanelojn.

Oni devas konsideri la medion, en kiu la PCB estos uzata. Por elektronika kontrola unuo en la medicina kampo, maldikaj PCB-oj garantias reduktitan streĉon. Platoj, kiuj estas tro maldikaj - kaj tial tro flekseblaj - estas pli vundeblaj al varmo. Ili povas fleksiĝi kaj preni nedeziratan angulon dum la paŝoj de lutado de la komponentoj.

Impedanca kontrolo: la dikeco de la plato implicas la dikecon de la dielektrika medio, en ĉi tiu kazo FR-4, kiu faciligas la impedancan kontrolon. Kiam impedanco estas grava faktoro, la dikeco de la plato estas decida kriterio por konsideri.

Konektoj: la tipo de konektiloj uzataj por presita cirkvito ankaŭ difinas la dikecon de FR-4.

Kial elekti FR4?

La pagebla kosto de FR4-oj igas ilin norma opcio por la produktado de malgrandaj serioj de PCB-oj aŭ por elektronika prototipado.

Tamen, FR4 ne estas ideala por altfrekvencaj presitaj cirkvitoj. Simile, se vi volas konstrui viajn PCB-ojn en produktojn, kiuj ne facile permesas la adopton de komponantoj kaj kiuj malmulte taŭgas por flekseblaj PCB-oj, vi devus preferi alian materialon: poliimidon/poliamidon.

La diversaj tipoj de FR-4 haveblaj de Proto-Electronics

Normo FR4

FR4 SHENGYI familio S1000H
Dikeco de 0,2 ĝis 3,2 mm.
FR4 VENTEC-familio VT 481
Dikeco de 0,2 ĝis 3,2 mm.
FR4 SHENGYI familio S1000-2
Dikeco de 0,6 ĝis 3,2 mm.
FR4 VENTEC-familio VT 47
Dikeco de 0,6 ĝis 3,2 mm.
FR4 SHENGYI familio S1600
Norma dikeco 1,6 mm.
FR4 VENTEC-familio VT 42C
Norma dikeco 1,6 mm.
Ĉi tiu materialo estas epoksiovitro sen kupro, destinita por uzo en izolaj platoj, ŝablonoj, platsubteniloj, ktp. Ili estas fabrikitaj uzante mekanikajn desegnaĵojn de la tipo Gerber aŭ DXF-dosierojn.
Dikeco de 0,3 ĝis 5 mm.