FR-4 rokasgrāmata iespiedshēmām

FR-4 jeb FR4 īpašības un raksturlielumi padara to ļoti daudzpusīgu par pieņemamu cenu. Tāpēc tā izmantošana iespiedshēmu ražošanā ir tik plaši izplatīta. Tāpēc ir normāli, ka mūsu emuārā ir iekļauts raksts par to.

Šajā rakstā jūs uzzināsiet vairāk par:

FR4 īpašības un priekšrocības
Dažādi FR-4 veidi
Faktori, kas jāņem vērā, izvēloties biezumu
Kāpēc izvēlēties FR4?
Proto-Electronics pieejamie FR4 veidi

FR4 īpašības un materiāli

FR4 ir NEMA (Nacionālās elektroiekārtu ražotāju asociācijas) definēts standarts stikla šķiedras armētam epoksīdsveķu laminātam.

FR apzīmē “liesmas slāpētājs” un norāda, ka materiāls atbilst UL94V-0 standartam par plastmasas materiālu uzliesmojamību. 94V-0 kodu var atrast uz visām FR-4 iespiedshēmas platēm. Tas garantē uguns neizplatīšanos un ātru nodzēšanu, materiālam degot.

Tā stiklošanās temperatūra (TG) ir no 115 °C līdz 200 °C augstas TG vai augstas TG koncentrācijas elektrodiem atkarībā no ražošanas metodēm un izmantotajiem sveķiem. Standarta FR-4 PCB platei starp diviem plāniem laminēta vara slāņiem ir FR-4 slānis.

FR-4 izmanto bromu, tā saukto halogēna ķīmisko elementu, kas ir ugunsdrošs. Vairumā pielietojumu tas aizstāja G-10, citu mazāk izturīgu kompozītmateriālu.

FR4 priekšrocība ir laba pretestības un svara attiecība. Tas neuzsūc ūdeni, saglabā augstu mehānisko izturību un tam ir laba izolācijas spēja sausā vai mitrā vidē.

FR-4 piemēri

Standarta FR4Kā norāda nosaukums, šis ir standarta FR-4 ar karstumizturību no 140 °C līdz 150 °C.

Augsts TG FR4Šim FR-4 tipam ir augstāka stiklošanās temperatūra (TG) – aptuveni 180 °C.

Augsts CTI FR4Salīdzinošais izsekošanas indekss ir augstāks par 600 voltiem.

FR4 bez laminēta varaideāli piemērots izolācijas plāksnēm un plātņu balstiem.

Sīkāka informācija par šo dažādo materiālu īpašībām ir sniegta vēlāk rakstā.

Faktori, kas jāņem vērā, izvēloties biezumu

Saderība ar komponentiemLai gan FR-4 tiek izmantots daudzu veidu iespiedshēmu ražošanai, tā biezumam ir ietekme uz izmantoto komponentu veidiem. Piemēram, THT komponenti atšķiras no citiem komponentiem un tiem ir nepieciešama plāna PCB plate.

Vietas taupīšanaVietas taupīšana ir būtiska, projektējot PCB plati, jo īpaši USB savienotājiem un Bluetooth piederumiem. Plānākās plates tiek izmantotas konfigurācijās, kurās vietas taupīšanai ir izšķiroša nozīme.

Dizains un elastībaLielākā daļa ražotāju dod priekšroku biezām, nevis plānām plātnēm. Izmantojot FR-4, ja pamatne ir pārāk plāna, pastāv risks, ka tā salūzīs, palielinot plātnes izmērus. Savukārt biezākas plātnes ir elastīgas un ļauj izveidot V veida rievas.

Jāņem vērā vide, kurā tiks izmantota PCB plate. Medicīnas jomā izmantojamām elektroniskām vadības ierīcēm plānas PCB plates garantē samazinātu spriegumu. Pārāk plānas un līdz ar to pārāk elastīgas plates ir vairāk pakļautas karstumam. Tās var saliekties un pieņemt nevēlamu leņķi komponentu lodēšanas laikā.

Impedances kontrolePlates biezums nozīmē dielektriskās vides biezumu, šajā gadījumā FR-4, kas atvieglo impedances kontroli. Ja impedance ir svarīgs faktors, plates biezums ir noteicošais kritērijs, kas jāņem vērā.

Savienojumi: iespiedshēmai izmantoto savienotāju veids nosaka arī FR-4 biezumu.

Kāpēc izvēlēties FR4?

FR4 pieejamās izmaksas padara tos par standarta iespēju nelielu PCB sēriju ražošanai vai elektronisko prototipu izgatavošanai.

Tomēr FR4 nav ideāli piemērots augstfrekvences iespiedshēmām. Līdzīgi, ja vēlaties veidot PCB produktus, kuros nav viegli pielāgot komponentus un kas ir maz piemēroti elastīgām PCB, jums vajadzētu izvēlēties citu materiālu: poliimīdu/poliamīdu.

Dažādie Proto-Electronics pieejamie FR-4 veidi

Standarta FR4

FR4 SHENGYI saime S1000H
Biezums no 0,2 līdz 3,2 mm.
FR4 VENTEC saime VT 481
Biezums no 0,2 līdz 3,2 mm.
FR4 SHENGYI saime S1000-2
Biezums no 0,6 līdz 3,2 mm.
FR4 VENTEC saime VT 47
Biezums no 0,6 līdz 3,2 mm.
FR4 SHENGYI saime S1600
Standarta biezums 1,6 mm.
FR4 VENTEC saime VT 42C
Standarta biezums 1,6 mm.
Šis materiāls ir epoksīda stikls bez vara, kas paredzēts izmantošanai izolācijas plāksnēs, veidnēs, plātņu balstos utt. Tos ražo, izmantojot Gerber tipa mehāniskos rasējumus vai DXF failus.
Biezums no 0,3 līdz 5 mm.