Panduan FR-4 untuk Sirkuit Cetak

Sifat dan karakteristik FR-4 atau FR4 membuatnya sangat serbaguna dengan harga terjangkau. Inilah mengapa penggunaannya begitu luas dalam produksi sirkuit cetak. Oleh karena itu, wajar jika kami menyertakan artikel tentangnya di blog kami.

Dalam artikel ini, Anda akan mengetahui lebih lanjut tentang:

Sifat dan manfaat FR4
Berbagai jenis FR-4
Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih ketebalan
Mengapa memilih FR4?
Jenis FR4 yang tersedia dari Proto-Electronics

Sifat dan bahan FR4

FR4 adalah standar yang ditetapkan oleh NEMA (National Electrical Manufacturers Association) untuk laminasi resin epoksi yang diperkuat kaca.

FR adalah singkatan dari "flame retardant" (penghambat api) dan menunjukkan bahwa material tersebut memenuhi standar UL94V-0 tentang sifat mudah terbakar pada material plastik. Kode 94V-0 dapat ditemukan pada semua PCB FR-4. Kode ini menjamin api tidak menyebar dan pemadamannya cepat ketika material terbakar.

Transisi gelasnya (TG) berkisar antara 115°C hingga 200°C untuk High TG atau HiTG, tergantung pada metode manufaktur dan resin yang digunakan. PCB FR-4 standar akan memiliki lapisan FR-4 yang diapit di antara dua lapisan tipis tembaga laminasi.

FR-4 menggunakan bromin, yang disebut unsur kimia halogen yang tahan api. FR-4 menggantikan G-10, komposit lain yang kurang tahan api, dalam sebagian besar aplikasinya.

FR4 memiliki keunggulan rasio resistansi-berat yang baik. FR4 tidak menyerap air, mempertahankan kekuatan mekanis yang tinggi, dan memiliki kapasitas isolasi yang baik di lingkungan kering maupun lembap.

Contoh FR-4

Standar FR4:seperti yang ditunjukkan oleh namanya, ini adalah FR-4 standar dengan ketahanan panas sekitar 140°C hingga 150°C.

TG Tinggi FR4:jenis FR-4 ini memiliki transisi kaca (TG) yang lebih tinggi sekitar 180°C.

CTI FR4 Tinggi: Indeks Pelacakan Komparatif lebih tinggi dari 600 Volt.

FR4 tanpa tembaga laminasi:ideal untuk pelat insulasi dan penyangga papan.

Ada rincian lebih lanjut mengenai karakteristik bahan-bahan yang berbeda ini di bagian akhir artikel.

Faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih ketebalan

Kompatibilitas dengan komponenMeskipun FR-4 digunakan untuk memproduksi berbagai jenis sirkuit cetak, ketebalannya memengaruhi jenis komponen yang digunakan. Misalnya, komponen THT berbeda dari komponen lain dan membutuhkan PCB tipis.

Hemat ruangPenghematan ruang sangat penting saat mendesain PCB, terutama untuk konektor USB dan aksesori Bluetooth. Papan tertipis digunakan dalam konfigurasi yang mengutamakan penghematan ruang.

Desain dan fleksibilitasKebanyakan produsen lebih menyukai papan tebal daripada papan tipis. Menggunakan FR-4, jika substrat terlalu tipis, papan tersebut berisiko patah jika dimensi papan ditingkatkan. Di sisi lain, papan yang lebih tebal lebih fleksibel dan memungkinkan pembuatan alur-V.

Lingkungan tempat PCB akan digunakan harus dipertimbangkan. Untuk unit kontrol elektronik di bidang medis, PCB tipis menjamin pengurangan tegangan. Papan yang terlalu tipis – dan karenanya terlalu fleksibel – lebih rentan terhadap panas. Papan tersebut dapat bengkok dan membentuk sudut yang tidak diinginkan selama proses penyolderan komponen.

Kontrol impedansiKetebalan papan menyiratkan ketebalan lingkungan dielektrik, dalam hal ini FR-4, yang memfasilitasi kontrol impedansi. Ketika impedansi merupakan faktor penting, ketebalan papan merupakan kriteria penentu yang perlu dipertimbangkan.

Koneksi:jenis konektor yang digunakan untuk sirkuit cetak juga menentukan ketebalan FR-4.

Mengapa memilih FR4?

Biaya FR4 yang terjangkau menjadikannya pilihan standar untuk produksi PCB seri kecil atau untuk pembuatan prototipe elektronik.

Namun, FR4 tidak ideal untuk sirkuit cetak frekuensi tinggi. Demikian pula, jika Anda ingin membangun PCB Anda menjadi produk yang sulit untuk mengadopsi komponen dan kurang cocok untuk PCB fleksibel, Anda sebaiknya memilih material lain: polimida/poliamida.

Berbagai jenis FR-4 yang tersedia dari Proto-Electronics

Standar FR4

Keluarga FR4 SHENGYI S1000H
Ketebalan dari 0,2 hingga 3,2 mm.
Keluarga FR4 VENTEC VT 481
Ketebalan dari 0,2 hingga 3,2 mm.
Keluarga FR4 SHENGYI S1000-2
Ketebalan dari 0,6 hingga 3,2 mm.
Keluarga FR4 VENTEC VT 47
Ketebalan dari 0,6 hingga 3,2 mm.
Keluarga FR4 SHENGYI S1600
Ketebalan standar 1,6 mm.
Keluarga FR4 VENTEC VT 42C
Ketebalan standar 1,6 mm.
Bahan ini adalah kaca epoksi tanpa tembaga, yang dirancang untuk digunakan pada pelat insulasi, templat, penyangga papan, dll. Bahan ini diproduksi menggunakan gambar mekanis jenis Gerber atau berkas DXF.
Ketebalan dari 0,3 hingga 5 mm.