인쇄 회로용 FR-4 가이드

FR-4 또는 FR4는 그 특성과 특징 덕분에 매우 다재다능하면서도 저렴한 가격으로 제작할 수 있습니다. 이것이 바로 인쇄 회로 기판 생산 분야에서 FR-4가 널리 사용되는 이유입니다. 따라서 저희 블로그에 관련 글을 올리는 것은 당연한 일입니다.

이 기사에서는 다음 사항에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

  • FR4의 특성 및 이점
  • FR-4의 다양한 유형
  • 두께를 선택할 때 고려해야 할 요소
  • 왜 FR4를 선택해야 하나요?
  • Proto-Electronics에서 제공하는 FR4 유형

FR4 특성 및 재료

FR4는 NEMA(National Electrical Manufacturers Association)가 유리 강화 에폭시 수지 적층판에 대해 정의한 표준입니다.

FR은 "난연성(flame retardant)"의 약자로, 해당 소재가 플라스틱 소재의 가연성에 대한 UL94V-0 표준을 준수함을 나타냅니다. 94V-0 코드는 모든 FR-4 PCB에 표시되어 있습니다. 이 인증은 소재가 연소될 때 화재 확산 방지 및 신속한 소화를 보장합니다.

유리 전이 온도(TG)는 제조 방법 및 사용되는 수지에 따라 High TG 또는 HiTG의 경우 115°C에서 200°C 사이입니다. 표준 FR-4 PCB는 두 겹의 얇은 구리층 사이에 FR-4 층이 샌드위치 형태로 배치됩니다.

FR-4는 내화성이 있는 할로겐 원소인 브롬을 사용합니다. 대부분의 용도에서 내화성이 낮은 또 다른 복합재인 G-10을 대체했습니다.

FR4는 우수한 저항-중량비를 갖는 장점이 있습니다. 물을 흡수하지 않고 높은 기계적 강도를 유지하며, 건조하거나 습한 환경에서도 우수한 단열 성능을 발휘합니다.

FR-4의 예

표준 FR4: 이름에서 알 수 있듯이, 이것은 140°C~150°C 정도의 내열성을 가진 표준 FR-4입니다.

높은 TG FR4: 이 유형의 FR-4는 약 180°C의 높은 유리 전이 온도(TG)를 갖습니다.

높은 CTI FR4: 비교 추적 지수가 600볼트보다 높습니다.

적층 구리가 없는 FR4: 단열판과 보드 지지대에 이상적입니다.

이 기사의 뒷부분에서는 다양한 재료의 특성에 대해 더 자세히 설명합니다.

두께 선택 시 고려해야 할 요소

구성 요소와의 호환성: FR-4는 다양한 유형의 인쇄 회로 기판 생산에 사용되지만, 그 두께는 사용되는 부품 유형에 영향을 미칩니다. 예를 들어, THT 부품은 다른 부품과 다르기 때문에 얇은 PCB가 필요합니다.

공간 절약: 특히 USB 커넥터와 블루투스 액세서리의 경우 PCB 설계 시 공간 절약이 필수적입니다. 공간 절약이 중요한 구성에서는 가장 얇은 보드가 사용됩니다.

디자인과 유연성: 대부분의 제조업체는 얇은 기판보다 두꺼운 기판을 선호합니다. FR-4를 사용할 경우 기판이 너무 얇으면 기판 크기를 늘릴 때 파손 위험이 있습니다. 반면, 두꺼운 기판은 유연하여 V자 홈을 만들 수 있습니다.

PCB가 사용될 환경을 고려해야 합니다. 의료 분야의 전자 제어 장치의 경우, 얇은 PCB는 응력 감소를 보장합니다. 너무 얇고 따라서 너무 유연한 기판은 열에 더 취약합니다. 부품 납땜 단계에서 구부러지거나 원치 않는 각도로 변형될 수 있습니다.

임피던스 제어: 기판 두께는 유전체 환경 두께, 즉 이 경우 FR-4를 의미하며, 이는 임피던스 제어를 용이하게 합니다. 임피던스가 중요한 요소인 경우, 기판 두께는 고려해야 할 결정 기준입니다.

사이: 인쇄 회로에 사용되는 커넥터의 유형도 FR-4 두께를 결정합니다.

왜 FR4를 선택해야 하나요?

FR4는 비용이 저렴하기 때문에 소량 PCB 생산이나 전자 프로토타입 제작에 표준 옵션으로 사용됩니다.

그러나 FR4는 고주파 인쇄 회로에는 적합하지 않습니다. 마찬가지로, 부품을 쉽게 채택할 수 없고 연성 PCB에 적합하지 않은 제품에 PCB를 구축하려는 경우, 폴리이미드/폴리아미드와 같은 다른 소재를 선택해야 합니다.

Proto-Electronics에서 제공하는 다양한 유형의 FR-4

표준 FR4

  • FR4 SHENGYI 제품군 S1000H
    두께는 0.2~3.2mm입니다.
  • FR4 VENTEC 제품군 VT 481
    두께는 0.2~3.2mm입니다.
  • FR4 SHENGYI 제품군 S1000-2
    두께는 0.6~3.2mm입니다.
  • FR4 VENTEC 패밀리 VT 47
    두께는 0.6~3.2mm입니다.
  • FR4 SHENGYI 제품군 S1600
    표준 두께 1.6mm.
  • FR4 VENTEC 제품군 VT 42C
    표준 두께 1.6mm.
  • 이 소재는 구리가 없는 에폭시 유리로, 단열판, 템플릿, 보드 지지대 등에 사용하도록 설계되었습니다. Gerber 유형의 기계 도면이나 DXF 파일을 사용하여 제조됩니다.
    두께는 0.3~5mm입니다.

FR4 하이 TG

FR4 높은 IRC

구리가 없는 FR4