Руководство по FR-4 для печатных плат

Свойства и характеристики FR-4 или FR4 делают его очень универсальным по доступной цене. Вот почему его использование так широко распространено в производстве печатных плат. Поэтому вполне нормально, что мы включили статью о нем в наш блог.

В этой статье вы узнаете больше о:

Свойства и преимущества FR4
Различные типы FR-4
Факторы, которые следует учитывать при выборе толщины
Почему стоит выбрать FR4?
Типы FR4, доступные в Proto-Electronics

Свойства и материалы FR4

FR4 — это стандарт, установленный NEMA (Национальной ассоциацией производителей электрооборудования) для армированного стекловолокном эпоксидного ламината.

FR означает «огнестойкий» и указывает на то, что материал соответствует стандарту UL94V-0 по воспламеняемости пластиковых материалов. Код 94V-0 можно найти на всех печатных платах FR-4. Он гарантирует нераспространение огня и его быстрое тушение при возгорании материала.

Его стеклование (TG) составляет порядка 115°C - 200°C для High TG или HiTG в зависимости от методов производства и используемых смол. Стандартная печатная плата FR-4 будет иметь слой FR-4, зажатый между двумя тонкими слоями ламинированной меди.

FR-4 использует бром, так называемый галогенный химический элемент, который является огнестойким. Он заменил G-10, другой композит, который был менее устойчив, в большинстве своих применений.

Преимуществом FR4 является хорошее соотношение сопротивления и веса. Он не впитывает воду, сохраняет высокую механическую прочность и обладает хорошей изолирующей способностью в сухой или влажной среде.

Примеры FR-4

Стандартный FR4: как следует из названия, это стандартный FR-4 с термостойкостью порядка 140°C - 150°C.

Высокий ТГ FR4: этот тип FR-4 имеет более высокую температуру стеклования (TG) около 180°C.

Высокий CTI FR4: Сравнительный индекс трекингостойкости выше 600 Вольт.

FR4 без ламинированной меди: идеально подходит для изоляционных плит и опор для досок.

Более подробная информация о характеристиках этих различных материалов приведена далее в статье.

Факторы, которые следует учитывать при выборе толщины

Совместимость с компонентами: хотя FR-4 используется для производства многих типов печатных плат, его толщина влияет на типы используемых компонентов. Например, компоненты THT отличаются от других компонентов и требуют тонкой печатной платы.

Экономия места: экономия места имеет важное значение при проектировании печатной платы, в частности для разъемов USB и аксессуаров Bluetooth. Самые тонкие платы используются в конфигурациях, в которых экономия места имеет решающее значение.

Дизайн и гибкость: большинство производителей предпочитают толстые плиты тонким. При использовании FR-4, если подложка слишком тонкая, она может сломаться, если размеры плиты будут увеличены. С другой стороны, более толстые плиты гибкие и позволяют создавать V-образные канавки.

Необходимо учитывать среду, в которой будет использоваться печатная плата. Для электронного блока управления в медицинской сфере тонкие печатные платы гарантируют снижение нагрузки. Слишком тонкие платы (и, следовательно, слишком гибкие) более уязвимы к теплу. Они могут сгибаться и принимать нежелательный угол во время пайки компонентов.

Контроль импеданса: толщина платы подразумевает толщину диэлектрической среды, в данном случае FR-4, что облегчает контроль импеданса. Когда импеданс является важным фактором, толщина платы является определяющим критерием, который следует учитывать.

Связи: тип разъемов, используемых для печатной платы, также определяет толщину FR-4.

Почему стоит выбрать FR4?

Доступная стоимость FR4 делает их стандартным вариантом для производства небольших серий печатных плат или для создания электронных прототипов.

Однако FR4 не идеален для высокочастотных печатных плат. Аналогично, если вы хотите встроить свои печатные платы в продукты, которые не позволяют легко внедрять компоненты и которые мало подходят для гибких печатных плат, вам следует отдать предпочтение другому материалу: полиимиду/полиамиду.

Различные типы FR-4, доступные в компании Proto-Electronics

Стандартный FR4

Семейство FR4 SHENGYI S1000H
Толщина от 0,2 до 3,2 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 481
Толщина от 0,2 до 3,2 мм.
Семейство FR4 SHENGYI S1000-2
Толщина от 0,6 до 3,2 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 47
Толщина от 0,6 до 3,2 мм.
Семейство FR4 SHENGYI S1600
Стандартная толщина 1,6 мм.
FR4 VENTEC семейство VT 42C
Стандартная толщина 1,6 мм.
Этот материал представляет собой эпоксидное стекло без содержания меди, предназначенное для использования в изоляционных пластинах, шаблонах, опорах для плат и т. д. Они изготавливаются с использованием чертежей типа Gerber или файлов DXF.
Толщина от 0,3 до 5 мм.