Útmutató az FR-4-hez nyomtatott áramkörökhöz

Az FR-4 vagy FR4 tulajdonságai és jellemzői miatt nagyon sokoldalúan felhasználható, megfizethető áron. Ezért olyan széles körben alkalmazzák a nyomtatott áramkörök gyártásában. Ezért természetes, hogy blogunkon is szerepel róla egy cikk.

Ebben a cikkben többet megtudhat a következőkről:

Az FR4 tulajdonságai és előnyei
Az FR-4 különböző típusai
A vastagság kiválasztásakor figyelembe veendő tényezők
Miért válassza az FR4-et?
A Proto-Electronics által kínált FR4 típusok

FR4 tulajdonságok és anyagok

Az FR4 egy szabvány, amelyet a NEMA (National Electrical Manufacturers Association) határozott meg az üvegszálerősítésű epoxigyanta laminátumokra.

Az FR a „lángálló” rövidítés rövidítése, és azt jelzi, hogy az anyag megfelel az UL94V-0 szabványnak a műanyagok gyúlékonyságáról. A 94V-0 kód minden FR-4 NYÁK-on megtalálható. Garantálja a tűz terjedésének megakadályozását és gyors kioltását az anyag égése esetén.

Üvegesedési hőmérséklete (TG) 115°C és 200°C között van a magas TG-k vagy a magas TG-k esetében, a gyártási módszerektől és a felhasznált gyantáktól függően. Egy szabványos FR-4 NYÁK-on egy FR-4 réteg található két vékony laminált rézréteg között.

Az FR-4 brómot, egy úgynevezett halogén kémiai elemet használ, amely tűzálló. A legtöbb alkalmazásában felváltotta a G-10-et, egy másik, kevésbé ellenálló kompozitot.

Az FR4 előnye a jó ellenállás-tömeg arány. Nem szívja magába a vizet, nagy mechanikai szilárdságot tart fenn, és jó szigetelőképességgel rendelkezik száraz vagy párás környezetben.

Az FR-4 példái

Standard FR4Ahogy a neve is mutatja, ez a standard FR-4, amelynek hőállósága 140°C és 150°C között van.

Magas TG FR4Az ilyen típusú FR-4 üvegesedési hőmérséklete (TG) magasabb, körülbelül 180 °C.

Magas CTI FR4: Az összehasonlító követési index magasabb, mint 600 volt.

FR4 laminált réz nélkülideális szigetelőlemezekhez és kartontartókhoz.

A cikk későbbi részében részletesebben is ismertetjük ezen anyagok különböző tulajdonságait.

A vastagság kiválasztásakor figyelembe veendő tényezők

Kompatibilitás az alkatrészekkelHabár az FR-4-et sokféle nyomtatott áramkör gyártásához használják, vastagsága kihatással van a felhasznált alkatrészek típusára. Például a THT alkatrészek különböznek a többi alkatrésztől, és vékony NYÁK-ot igényelnek.

HelytakarékosA helytakarékosság elengedhetetlen a NYÁK-ok tervezésekor, különösen az USB-csatlakozók és a Bluetooth-kiegészítők esetében. A legvékonyabb lapokat olyan konfigurációkban használják, ahol a helytakarékosság kulcsfontosságú.

Design és rugalmasságA legtöbb gyártó a vastagabb lapokat részesíti előnyben a vékonyakkal szemben. Az FR-4 használata esetén, ha az aljzat túl vékony, fennáll a törés veszélye, ha a lap méretei megnőnek. Másrészt a vastagabb lapok rugalmasabbak, és lehetővé teszik V-hornyok létrehozását.

Figyelembe kell venni a NYÁK-lap felhasználási környezetét. Az orvosi területen használt elektronikus vezérlőegységek esetében a vékony NYÁK-lapok garantáltan csökkentett feszültséget biztosítanak. A túl vékony – és ezért túl rugalmas – lapok érzékenyebbek a hőre. Meghajolhatnak és nemkívánatos szöget vehetnek fel az alkatrészek forrasztási lépései során.

Impedancia szabályozásA panel vastagsága magában foglalja a dielektromos környezet vastagságát, jelen esetben FR-4-et, ami az impedancia szabályozását teszi lehetővé. Amikor az impedancia fontos tényező, a panel vastagsága a figyelembe veendő meghatározó kritérium.

KapcsolatokA nyomtatott áramkörhöz használt csatlakozók típusa is meghatározza az FR-4 vastagságát.

Miért válassza az FR4-et?

Az FR4-ek megfizethető ára standard opcióvá teszi őket kis sorozatú NYÁK-ok gyártásához vagy elektronikus prototípusok készítéséhez.

Az FR4 azonban nem ideális nagyfrekvenciás nyomtatott áramkörökhöz. Hasonlóképpen, ha olyan termékekbe szeretné építeni a NYÁK-jait, amelyek nem teszik lehetővé az alkatrészek könnyű befogadását, és amelyek kevéssé alkalmasak rugalmas NYÁK-okhoz, akkor egy másik anyagot kell előnyben részesítenie: a poliimid/poliamidot.

A Proto-Electronics által kínált különböző FR-4 típusok

Standard FR4

FR4 SHENGYI család S1000H
Vastagság 0,2 és 3,2 mm között.
FR4 VENTEC család VT 481
Vastagság 0,2 és 3,2 mm között.
FR4 SHENGYI család S1000-2
Vastagság 0,6 és 3,2 mm között.
FR4 VENTEC család VT 47
Vastagság 0,6 és 3,2 mm között.
FR4 SHENGYI család S1600
Standard vastagság 1,6 mm.
FR4 VENTEC család VT 42C
Standard vastagság 1,6 mm.
Ez az anyag egy rézmentes epoxi üveg, amelyet szigetelőlemezekben, sablonokban, paneltartókban stb. való felhasználásra terveztek. Gerber típusú mechanikai rajzok vagy DXF fájlok alapján gyártják őket.
Vastagság 0,3 és 5 mm között.