Vodnik po FR-4 za tiskana vezja

Zaradi svojih lastnosti in značilnosti je FR-4 ali FR4 zelo vsestranski po dostopni ceni. Zato je njegova uporaba tako razširjena v proizvodnji tiskanih vezij. Zato je normalno, da o njem objavimo članek na našem blogu.

V tem članku boste izvedeli več o:

Lastnosti in prednosti FR4
Različne vrste FR-4
Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri debeline
Zakaj izbrati FR4?
Vrste FR4, ki jih ponuja Proto-Electronics

Lastnosti in materiali FR4

FR4 je standard, ki ga je opredelilo združenje NEMA (Nacionalno združenje proizvajalcev električne opreme) za laminat iz epoksidne smole, ojačane s steklom.

FR pomeni »zaviralec gorenja« in označuje, da je material skladen s standardom UL94V-0 o vnetljivosti plastičnih materialov. Koda 94V-0 je na voljo na vseh tiskanih vezjih FR-4. Zagotavlja neširjenje ognja in njegovo hitro gašenje, ko material gori.

Njegovo steklasto prehodišče (TG) je od 115 °C do 200 °C za visokoteslane materiale (HiTG) ali visokoteslane materiale (HiTG), odvisno od proizvodnih metod in uporabljenih smol. Standardno tiskano vezje FR-4 ima plast FR-4, stisnjeno med dvema tankima plastema laminiranega bakra.

FR-4 uporablja brom, tako imenovani halogenirani kemični element, ki je ognjeodporen. V večini svojih uporab je nadomestil G-10, drug kompozit, ki je bil manj odporen.

FR4 ima prednost dobrega razmerja med odpornostjo in težo. Ne vpija vode, ohranja visoko mehansko trdnost in ima dobro izolacijsko sposobnost v suhem ali vlažnem okolju.

Primeri FR-4

Standardni FR4Kot že ime pove, gre za standardni FR-4 s toplotno odpornostjo od 140 °C do 150 °C.

Visok TG FR4: ta vrsta FR-4 ima višjo temperaturo steklastega prehoda (TG) okoli 180 °C.

Visok CTI FR4Primerjalni indeks sledenja višji od 600 voltov.

FR4 brez laminiranega bakraIdealno za izolacijske plošče in nosilce desk.

Več podrobnosti o značilnostih teh različnih materialov je opisanih kasneje v članku.

Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri izbiri debeline

Združljivost s komponentamiČeprav se FR-4 uporablja za izdelavo številnih vrst tiskanih vezij, njegova debelina vpliva na vrste uporabljenih komponent. Na primer, komponente THT se razlikujejo od drugih komponent in zahtevajo tanko tiskano vezje.

Prihranek prostoraPri načrtovanju tiskanih vezij je prihranek prostora bistvenega pomena, zlasti za USB-priključke in Bluetooth dodatke. Najtanjše plošče se uporabljajo v konfiguracijah, kjer je prihranek prostora ključnega pomena.

Oblikovanje in prilagodljivostVečina proizvajalcev ima raje debele plošče kot tanke. Pri uporabi FR-4, če je substrat pretanek, obstaja nevarnost, da se zlomi, če se dimenzije plošče povečajo. Po drugi strani pa so debelejše plošče prožne in omogočajo ustvarjanje V-utorov.

Upoštevati je treba okolje, v katerem se bo uporabljalo tiskano vezje. Za elektronske krmilne enote na medicinskem področju tanke tiskane vezja zagotavljajo manjšo obremenitev. Plošče, ki so pretanke – in zato preveč prožne – so bolj občutljive na vročino. Med spajkanjem komponent se lahko upognejo in zavzamejo neželen kot.

Nadzor impedanceDebelina plošče pomeni debelino dielektričnega okolja, v tem primeru FR-4, kar omogoča nadzor impedance. Kadar je impedanca pomemben dejavnik, je debelina plošče odločilno merilo, ki ga je treba upoštevati.

Povezave: vrsta konektorjev, ki se uporabljajo za tiskano vezje, določa tudi debelino FR-4.

Zakaj izbrati FR4?

Zaradi dostopne cene so FR4 standardna možnost za proizvodnjo majhnih serij tiskanih vezij ali za elektronsko izdelavo prototipov.

Vendar FR4 ni idealen za visokofrekvenčna tiskana vezja. Podobno, če želite vgraditi svoja tiskana vezja v izdelke, ki ne omogočajo enostavne uporabe komponent in so malo primerni za fleksibilna tiskana vezja, raje izberite drug material: poliimid/poliamid.

Različne vrste FR-4, ki jih ponuja Proto-Electronics

Standardni FR4

FR4 Družina SHENGYI S1000H
Debelina od 0,2 do 3,2 mm.
Družina FR4 VENTEC VT 481
Debelina od 0,2 do 3,2 mm.
FR4 Družina SHENGYI S1000-2
Debelina od 0,6 do 3,2 mm.
Družina FR4 VENTEC VT 47
Debelina od 0,6 do 3,2 mm.
FR4 družina SHENGYI S1600
Standardna debelina 1,6 mm.
Družina FR4 VENTEC VT 42C
Standardna debelina 1,6 mm.
Ta material je epoksi steklo brez bakra, zasnovano za uporabo v izolacijskih ploščah, šablonah, nosilcih plošč itd. Izdelani so z uporabo mehanskih risb tipa Gerber ali datotek DXF.
Debelina od 0,3 do 5 mm.