Leiðbeiningar um FR-4 fyrir prentaðar rafrásir

Eiginleikar og einkenni FR-4 eða FR4 gera það mjög fjölhæft á viðráðanlegu verði. Þess vegna er notkun þess svo útbreidd í framleiðslu prentaðra rafrása. Þess vegna er eðlilegt að við birtum grein um það á blogginu okkar.

Í þessari grein færðu frekari upplýsingar um:

Eiginleikar og ávinningur af FR4
Mismunandi gerðir af FR-4
Þættir sem þarf að hafa í huga þegar þykkt er valin
Af hverju að velja FR4?
Tegundir FR4 sem eru fáanlegar frá Proto-Electronics

Eiginleikar og efniviður FR4

FR4 er staðall sem NEMA (National Electrical Manufacturers Association) skilgreinir fyrir glerstyrkt epoxy plastefnislagamál.

FR stendur fyrir „flame retardant“ og gefur til kynna að efnið uppfylli UL94V-0 staðalinn um eldfimi plastefna. 94V-0 kóðann er að finna á öllum FR-4 prentplötum. Hann tryggir að eldur breiðist ekki út og að hann slökkvistar hratt þegar efnið brennur.

Glerumbreytingarhitastig þess (TG) er á bilinu 115°C til 200°C fyrir há-TG eða HiTG, allt eftir framleiðsluaðferðum og plastefnum sem notuð eru. Staðlað FR-4 prentplata (PCB) hefur lag af FR-4 á milli tveggja þunnra laga af lagskiptum kopar.

FR-4 notar bróm, svokallað halógenefni sem er eldþolið. Það kom í stað G-10, annars samsetts efnis sem var minna ónæmt, í flestum notkunarsviðum sínum.

FR4 hefur þann kost að hafa gott hlutfall milli viðnáms og þyngdar. Það dregur ekki í sig vatn, viðheldur miklum vélrænum styrk og hefur góða einangrunargetu í þurru eða röku umhverfi.

Dæmi um FR-4

Staðall FR4Eins og nafnið gefur til kynna er þetta staðlað FR-4 með hitaþol á bilinu 140°C til 150°C.

Hár TG FR4Þessi tegund af FR-4 hefur hærri glerumskipti (TG) upp á um 180°C.

Hár CTI FR4Samanburðarmælingarvísitala hærri en 600 volt.

FR4 án lagskipts koparsTilvalið fyrir einangrunarplötur og plötustuðning.

Nánari upplýsingar um eiginleika þessara mismunandi efna eru síðar í greininni.

Þættir sem þarf að hafa í huga þegar þykkt er valin

Samhæfni við íhlutiÞó að FR-4 sé notað til að framleiða margar gerðir prentaðra rafrása hefur þykkt þess áhrif á gerðir íhluta sem notaðir eru. Til dæmis eru THT íhlutir ólíkir öðrum íhlutum og þurfa þunna prentplötu.

RýmissparnaðurPlásssparnaður er nauðsynlegur við hönnun prentplata, sérstaklega fyrir USB tengi og Bluetooth fylgihluti. Þynnstu kortin eru notuð í stillingum þar sem plásssparnaður er afar mikilvægur.

Hönnun og sveigjanleikiFlestir framleiðendur kjósa þykkar plötur fremur en þunnar. Ef undirlagið er notað með FR-4 er hætta á að það brotni ef stærð plötunnar er aukin. Þykkari plötur eru hins vegar sveigjanlegar og gera það mögulegt að búa til V-laga raufar.

Taka þarf tillit til umhverfisins sem prentplöturnar verða notaðar í. Fyrir rafeindastýringar í læknisfræði tryggja þunnar prentplötur minni álagi. Of þunnar – og þar af leiðandi of sveigjanlegar – plötur eru viðkvæmari fyrir hita. Þær geta beygst og tekið óæskilegan horn við lóðun íhluta.

ViðnámsstýringÞykkt borðsins gefur til kynna þykkt rafskautsumhverfisins, í þessu tilfelli FR-4, sem auðveldar stjórnun á impedansi. Þegar impedans er mikilvægur þáttur er þykkt borðsins ákvarðandi viðmið sem þarf að taka með í reikninginn.

TengingarTegund tengja sem notuð eru fyrir prentaða hringrás ákvarðar einnig þykkt FR-4.

Af hverju að velja FR4?

Hagkvæmt verð á FR4 gerir þær að stöðluðum valkosti fyrir framleiðslu á litlum seríum af prentplötum eða fyrir rafræna frumgerðasmíði.

Hins vegar er FR4 ekki tilvalið fyrir prentaðar rafrásir með mikilli tíðni. Á sama hátt, ef þú vilt smíða prentplötur þínar í vörur sem leyfa ekki auðveldlega aðlögun íhluta og eru illa hentugar fyrir sveigjanlegar prentplötur, ættir þú að velja annað efni: pólýímíð/pólýamíð.

Mismunandi gerðir af FR-4 sem eru fáanlegar frá Proto-Electronics

Staðall FR4

FR4 SHENGYI fjölskyldan S1000H
Þykkt frá 0,2 til 3,2 mm.
FR4 VENTEC fjölskyldan VT 481
Þykkt frá 0,2 til 3,2 mm.
FR4 SHENGYI fjölskyldan S1000-2
Þykkt frá 0,6 til 3,2 mm.
FR4 VENTEC fjölskyldan VT 47
Þykkt frá 0,6 til 3,2 mm.
FR4 SHENGYI fjölskyldu S1600
Staðlað þykkt 1,6 mm.
FR4 VENTEC fjölskyldan VT 42C
Staðlað þykkt 1,6 mm.
Þetta efni er epoxy-gler án kopars, hannað til notkunar í einangrunarplötur, sniðmát, plötustuðninga o.s.frv. Þau eru framleidd með Gerber-teikningum eða DXF-skrám.
Þykkt frá 0,3 til 5 mm.