Trükkplaatide FR-4 juhend

FR-4 ehk FR4 omadused ja karakteristikud muudavad selle väga mitmekülgseks ja taskukohase hinnaga. Seetõttu on selle kasutamine trükkplaatide tootmisel nii laialt levinud. Seetõttu on normaalne, et lisame selle kohta oma blogisse artikli.

Selles artiklis saate teada lähemalt järgmise kohta:

FR4 omadused ja eelised
FR-4 erinevad tüübid
Paksuse valimisel arvestatavad tegurid
Miks valida FR4?
Proto-Electronicsi pakutavad FR4 tüübid

FR4 omadused ja materjalid

FR4 on NEMA (National Electrical Manufacturers Association) määratletud standard klaaskiuga tugevdatud epoksüvaigust laminaadile.

FR tähistab „leegiaeglustajat“ ja näitab, et materjal vastab plastmaterjalide süttivuse standardile UL94V-0. 94V-0 koodi võib leida kõigilt FR-4 trükkplaatidelt. See garanteerib tule leviku takistamise ja kiire kustutamise materjali põlemisel.

Selle klaasistumistemperatuur (TG) on kõrge või kõrge TG sisaldusega vaikude puhul suurusjärgus 115–200 °C, olenevalt tootmismeetoditest ja kasutatud vaikudest. Standardsel FR-4 trükkplaadil on kahe õhukese lamineeritud vasekihi vahel FR-4 kiht.

FR-4 kasutab broomi, nn halogeenkeemilist elementi, mis on tulekindel. See asendas enamikus oma rakendustes G-10, teist vähem vastupidavat komposiiti.

FR4 eeliseks on hea takistuse ja kaalu suhe. See ei ima vett, säilitab suure mehaanilise tugevuse ja omab head isoleerimisvõimet nii kuivas kui ka niiskes keskkonnas.

FR-4 näited

Standardne FR4Nagu nimigi ütleb, on see standardne FR-4, mille kuumakindlus on suurusjärgus 140–150 °C.

Kõrge TG FR4Sellel FR-4 tüübil on kõrgem klaasistumistemperatuur (TG), umbes 180 °C.

Kõrge CTI FR4Võrdlev jälgimisindeks on üle 600 voldi.

FR4 ilma lamineeritud vasetaIdeaalne isolatsiooniplaatide ja -plaatide tugede jaoks.

Nende erinevate materjalide omaduste kohta leiate lisateavet artiklis hiljem.

Paksuse valimisel arvestatavad tegurid

Ühilduvus komponentidegaKuigi FR-4-d kasutatakse paljude trükkplaatide tootmiseks, mõjutab selle paksus kasutatavate komponentide tüüpe. Näiteks THT-komponendid erinevad teistest komponentidest ja vajavad õhukest trükkplaati.

Ruumi kokkuhoidTrükkplaadi, eriti USB-pistikute ja Bluetooth-lisaseadmete projekteerimisel on ruumi kokkuhoid oluline. Kõige õhemaid plaate kasutatakse konfiguratsioonides, kus ruumi kokkuhoid on ülioluline.

Disain ja paindlikkusEnamik tootjaid eelistab pakse plaate õhukestele. FR-4 kasutamisel on liiga õhukese aluspinna korral oht, et plaadi mõõtmete suurendamisel see puruneb. Paksemad plaadid on aga elastsed ja võimaldavad V-soonte loomist.

Arvesse tuleb võtta keskkonda, milles trükkplaati kasutatakse. Meditsiinivaldkonna elektroonilise juhtseadme puhul garanteerivad õhukesed trükkplaadid väiksema pinge. Liiga õhukesed – ja seega liiga painduvad – plaadid on kuumuse suhtes haavatavamad. Need võivad komponentide jootmisetappide ajal painduda ja võtta soovimatu nurga.

Takistuse kontrollPlaadi paksus viitab dielektrilise keskkonna paksusele, antud juhul FR-4, mis hõlbustab impedantsi juhtimist. Kui impedants on oluline tegur, on plaadi paksus määravaks kriteeriumiks, mida tuleb arvesse võtta.

ÜhendusedTrükkplaadi jaoks kasutatavate pistikute tüüp määrab ka FR-4 paksuse.

Miks valida FR4?

FR4-de taskukohane hind muudab need standardseks valikuks väikeste seeriate trükkplaatide tootmiseks või elektrooniliste prototüüpide valmistamiseks.

FR4 ei ole aga ideaalne kõrgsageduslike trükkplaatide jaoks. Samamoodi, kui soovite oma trükkplaatidest tooteid valmistada, mis ei võimalda komponentide hõlpsat kasutuselevõttu ja mis ei sobi hästi painduvate trükkplaatide jaoks, peaksite eelistama teist materjali: polüimiidi/polüamiidi.

Proto-Electronicsi pakutavad erinevad FR-4 tüübid

Standardne FR4

FR4 SHENGYI perekond S1000H
Paksus 0,2 kuni 3,2 mm.
FR4 VENTECi perekond VT 481
Paksus 0,2 kuni 3,2 mm.
FR4 SHENGYI perekond S1000-2
Paksus 0,6 kuni 3,2 mm.
FR4 VENTECi perekond VT 47
Paksus 0,6 kuni 3,2 mm.
FR4 SHENGYI perekond S1600
Standardpaksus 1,6 mm.
FR4 VENTECi perekond VT 42C
Standardpaksus 1,6 mm.
See materjal on vasevaba epoksüklaas, mis on mõeldud kasutamiseks isolatsiooniplaatides, mallides, plaatide tugedes jne. Nende valmistamiseks kasutatakse Gerberi tüüpi mehaanilisi jooniseid või DXF-faile.
Paksus 0,3 kuni 5 mm.