પ્રિન્ટેડ સર્કિટ માટે FR-4 માટેની માર્ગદર્શિકા

FR-4 અથવા FR4 ના ગુણધર્મો અને લાક્ષણિકતાઓ તેને સસ્તા ભાવે ખૂબ જ બહુમુખી બનાવે છે. આ જ કારણ છે કે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ ઉત્પાદનમાં તેનો ઉપયોગ ખૂબ વ્યાપક છે. તેથી, તે સામાન્ય છે કે આપણે અમારા બ્લોગ પર તેના વિશે એક લેખ શામેલ કરીએ.

આ લેખમાં, તમે આ વિશે વધુ શીખી શકશો:

FR4 ના ગુણધર્મો અને ફાયદા
FR-4 ના વિવિધ પ્રકારો
જાડાઈ પસંદ કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવાના પરિબળો
FR4 કેમ પસંદ કરો?
પ્રોટો-ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાંથી ઉપલબ્ધ FR4 ના પ્રકારો

FR4 ગુણધર્મો અને સામગ્રી

FR4 એ ગ્લાસ-રિઇનફોર્સ્ડ ઇપોક્સી રેઝિન લેમિનેટ માટે NEMA (નેશનલ ઇલેક્ટ્રિકલ મેન્યુફેક્ચરર્સ એસોસિએશન) દ્વારા વ્યાખ્યાયિત એક માનક છે.

FR નો અર્થ "જ્યોત પ્રતિરોધક" થાય છે અને તે દર્શાવે છે કે આ સામગ્રી પ્લાસ્ટિક સામગ્રીની જ્વલનશીલતા પર UL94V-0 ધોરણનું પાલન કરે છે. 94V-0 કોડ બધા FR-4 PCB પર મળી શકે છે. તે આગના પ્રસારને રોકવા અને સામગ્રી બળી જાય ત્યારે તેને ઝડપથી ઓલવવાની ખાતરી આપે છે.

ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ અને ઉપયોગમાં લેવાતા રેઝિનના આધારે ઉચ્ચ TG અથવા HiTG માટે તેનું ગ્લાસ ટ્રાન્ઝિશન (TG) 115°C થી 200°C સુધીનું હોય છે. પ્રમાણભૂત FR-4 PCB માં લેમિનેટેડ કોપરના બે પાતળા સ્તરો વચ્ચે FR-4 નું એક સ્તર સેન્ડવીચ કરેલું હશે.

FR-4 બ્રોમિનનો ઉપયોગ કરે છે, જે એક કહેવાતા હેલોજન રાસાયણિક તત્વ છે જે આગ પ્રતિરોધક છે. તેણે તેના મોટાભાગના ઉપયોગોમાં G-10, જે અન્ય એક સંયુક્ત હતું જે ઓછું પ્રતિરોધક હતું, તેનું સ્થાન લીધું.

FR4 નો ફાયદો એ છે કે તેનો પ્રતિકાર-વજન ગુણોત્તર સારો છે. તે પાણીને શોષી શકતું નથી, ઉચ્ચ યાંત્રિક શક્તિ જાળવી રાખે છે અને શુષ્ક અથવા ભેજવાળા વાતાવરણમાં સારી ઇન્સ્યુલેટીંગ ક્ષમતા ધરાવે છે.

FR-4 ના ઉદાહરણો

સ્ટાન્ડર્ડ FR4: જેમ તેનું નામ સૂચવે છે, આ પ્રમાણભૂત FR-4 છે જે 140°C થી 150°C ના ક્રમમાં ગરમી પ્રતિકાર ધરાવે છે.

ઉચ્ચ TG FR4: આ પ્રકારના FR-4 માં લગભગ 180°C જેટલું ઊંચું ગ્લાસ ટ્રાન્ઝિશન (TG) હોય છે.

ઉચ્ચ CTI FR4: તુલનાત્મક ટ્રેકિંગ ઇન્ડેક્સ 600 વોલ્ટથી વધુ.

લેમિનેટેડ કોપર વગરનું FR4: ઇન્સ્યુલેશન પ્લેટ્સ અને બોર્ડ સપોર્ટ માટે આદર્શ.

આ વિવિધ સામગ્રીઓની લાક્ષણિકતાઓ વિશે વધુ વિગતો લેખમાં પછીથી આપવામાં આવશે.

જાડાઈ પસંદ કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવાના પરિબળો

ઘટકો સાથે સુસંગતતા: ભલે FR-4 નો ઉપયોગ ઘણા પ્રકારના પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બનાવવા માટે થાય છે, તેની જાડાઈ વપરાયેલા ઘટકોના પ્રકારો પર અસર કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, THT ઘટકો અન્ય ઘટકોથી અલગ હોય છે અને તેમને પાતળા PCB ની જરૂર પડે છે.

જગ્યા બચાવવી: PCB ડિઝાઇન કરતી વખતે જગ્યા બચાવવી જરૂરી છે, ખાસ કરીને USB કનેક્ટર્સ અને બ્લૂટૂથ એસેસરીઝ માટે. સૌથી પાતળા બોર્ડનો ઉપયોગ એવી ગોઠવણીમાં થાય છે જેમાં જગ્યા બચાવવી મહત્વપૂર્ણ હોય છે.

ડિઝાઇન અને સુગમતા: મોટાભાગના ઉત્પાદકો પાતળા બોર્ડ કરતાં જાડા બોર્ડ પસંદ કરે છે. FR-4 નો ઉપયોગ કરીને, જો સબસ્ટ્રેટ ખૂબ પાતળો હોય, તો બોર્ડના પરિમાણો વધારવામાં આવે તો તે તૂટવાનું જોખમ રહેલું છે. બીજી બાજુ, જાડા બોર્ડ લવચીક હોય છે અને V-ગ્રુવ્સ બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે.

PCB કયા વાતાવરણમાં ઉપયોગમાં લેવાશે તે ધ્યાનમાં લેવું આવશ્યક છે. તબીબી ક્ષેત્રમાં ઇલેક્ટ્રોનિક કંટ્રોલ યુનિટ માટે, પાતળા PCBs ઓછા તણાવની ખાતરી આપે છે. જે બોર્ડ ખૂબ પાતળા હોય છે - અને તેથી ખૂબ લવચીક હોય છે - તે ગરમી માટે વધુ સંવેદનશીલ હોય છે. તેઓ ઘટક સોલ્ડરિંગ પગલાં દરમિયાન વાંકા વળી શકે છે અને અનિચ્છનીય કોણ લઈ શકે છે.

અવબાધ નિયંત્રણ: બોર્ડની જાડાઈ ડાઇલેક્ટ્રિક પર્યાવરણની જાડાઈ સૂચવે છે, આ કિસ્સામાં FR-4, જે અવબાધ નિયંત્રણને સરળ બનાવે છે. જ્યારે અવબાધ એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ હોય છે, ત્યારે બોર્ડની જાડાઈ એ ધ્યાનમાં લેવાનો નિર્ણાયક માપદંડ છે.

જોડાણો: પ્રિન્ટેડ સર્કિટ માટે વપરાતા કનેક્ટર્સનો પ્રકાર પણ FR-4 જાડાઈ નક્કી કરે છે.

FR4 કેમ પસંદ કરો?

FR4s ની સસ્તી કિંમત તેમને PCBs ની નાની શ્રેણીના ઉત્પાદન માટે અથવા ઇલેક્ટ્રોનિક પ્રોટોટાઇપિંગ માટે પ્રમાણભૂત વિકલ્પ બનાવે છે.

જોકે, FR4 ઉચ્ચ આવર્તન પ્રિન્ટેડ સર્કિટ માટે આદર્શ નથી. તેવી જ રીતે, જો તમે તમારા PCB ને એવા ઉત્પાદનોમાં બનાવવા માંગતા હો જે ઘટકોને સરળતાથી અપનાવવાની મંજૂરી આપતા નથી અને જે લવચીક PCB માટે ઓછા અનુકૂળ હોય, તો તમારે બીજી સામગ્રી પસંદ કરવી જોઈએ: પોલિમાઇડ/પોલિમાઇડ.

પ્રોટો-ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાંથી ઉપલબ્ધ વિવિધ પ્રકારના FR-4

સ્ટાન્ડર્ડ FR4

FR4 SHENGYI કુટુંબ S1000H
૦.૨ થી ૩.૨ મીમી સુધીની જાડાઈ.
FR4 VENTEC ફેમિલી VT 481
૦.૨ થી ૩.૨ મીમી સુધીની જાડાઈ.
FR4 SHENGYI કુટુંબ S1000-2
૦.૬ થી ૩.૨ મીમી સુધીની જાડાઈ.
FR4 VENTEC ફેમિલી VT 47
૦.૬ થી ૩.૨ મીમી સુધીની જાડાઈ.
FR4 SHENGYI કુટુંબ S1600
પ્રમાણભૂત જાડાઈ ૧.૬ મીમી.
FR4 VENTEC ફેમિલી VT 42C
પ્રમાણભૂત જાડાઈ ૧.૬ મીમી.
આ સામગ્રી કોપર વગરનો ઇપોક્સી ગ્લાસ છે, જે ઇન્સ્યુલેશન પ્લેટ્સ, ટેમ્પ્લેટ્સ, બોર્ડ સપોર્ટ વગેરેમાં ઉપયોગ માટે રચાયેલ છે. તે ગેર્બર પ્રકારના મિકેનિકલ ડ્રોઇંગ્સ અથવા DXF ફાઇલોનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવે છે.
૦.૩ થી ૫ મીમી સુધીની જાડાઈ.