Водич за FR-4 за штампане плоче

Својства и карактеристике FR-4 или FR4 чине га веома свестраним по приступачној цени. Због тога је његова употреба толико распрострањена у производњи штампаних кола. Стога је нормално да укључимо чланак о томе на нашем блогу.

У овом чланку ћете сазнати више о:

Карактеристике и предности FR4
Различите врсте FR-4
Фактори које треба узети у обзир при избору дебљине
Зашто изабрати FR4?
Типови FR4 доступни од Proto-Electronics

FR4 својства и материјали

FR4 је стандард који је дефинисало NEMA (Национално удружење произвођача електричне опреме) за ламинат од епоксидне смоле ојачане стаклом.

FR означава „отпорно на пламен“ и означава да је материјал у складу са стандардом UL94V-0 о запаљивости пластичних материјала. Ознака 94V-0 се може наћи на свим FR-4 штампаним плочама. Она гарантује неширење ватре и њено брзо гашење када материјал изгори.

Његова температура стакластог прелаза (TG) је реда величине од 115°C до 200°C за High TG или HiTG, у зависности од метода производње и коришћених смола. Стандардна FR-4 штампана плоча ће имати слој FR-4 смештен између два танка слоја ламинираног бакра.

FR-4 користи бром, такозвани халогени хемијски елемент који је отпоран на ватру. У већини својих примена заменио је G-10, још један композит који је био мање отпоран.

FR4 има предност доброг односа отпорности и тежине. Не упија воду, одржава високу механичку чврстоћу и има добру изолациону способност у сувим или влажним срединама.

Примери FR-4

Стандардни FR4Као што му име каже, ово је стандардни FR-4 са отпорношћу на топлоту реда величине од 140°C до 150°C.

Висок TG FR4: овај тип FR-4 има вишу температуру преласка у стакласто стање (TG) од око 180°C.

Висок CTI FR4Упоредни индекс праћења већи од 600 волти.

FR4 без ламинираног бакраИдеално за изолационе плоче и носаче дасака.

Више детаља о карактеристикама ових различитих материјала биће речи касније у чланку.

Фактори које треба узети у обзир при избору дебљине

Компатибилност са компонентамаИако се FR-4 користи за производњу многих врста штампаних кола, његова дебљина има последице на врсте коришћених компоненти. На пример, THT компоненте се разликују од осталих компоненти и захтевају танку PCB плочу.

Уштеда простораУштеда простора је неопходна при пројектовању штампаних плоча, посебно за USB конекторе и Bluetooth додатке. Најтање плоче се користе у конфигурацијама у којима је уштеда простора кључна.

Дизајн и флексибилностВећина произвођача преферира дебеле плоче у односу на танке. Код FR-4, ако је подлога превише танка, постоји ризик од ломљења ако се димензије плоче повећају. С друге стране, дебље плоче су флексибилне и омогућавају креирање V-жлебова.

Мора се узети у обзир окружење у којем ће се користити штампана плоча (ПЦБ). За електронску контролну јединицу у медицинској области, танке ПЦБ плоче гарантују смањено напрезање. Плоче које су превише танке – а самим тим и превише флексибилне – су подложније топлоти. Могу се савити и попримити нежељени угао током корака лемљења компоненти.

Контрола импеданседебљина плоче подразумева дебљину диелектричне средине, у овом случају FR-4, што олакшава контролу импедансе. Када је импеданса важан фактор, дебљина плоче је одлучујући критеријум који треба узети у обзир.

ВезеТип конектора који се користе за штампано коло такође одређује дебљину FR-4.

Зашто изабрати FR4?

Приступачна цена FR4 чини их стандардном опцијом за производњу малих серија штампаних плоча или за електронско прототипирање.

Међутим, FR4 није идеалан за штампана кола високих фреквенција. Слично томе, ако желите да уградите своје штампане плоче у производе који не дозвољавају лако усвајање компоненти и који нису погодни за флексибилне штампане плоче, требало би да дате предност другом материјалу: полиимиду/полиамиду.

Различите врсте FR-4 доступне од Proto-Electronics

Стандардни FR4

ФР4 СХЕНГИИ породица С1000Х
Дебљина од 0,2 до 3,2 мм.
FR4 VENTEC породица VT 481
Дебљина од 0,2 до 3,2 мм.
ФР4 СХЕНГИИ породица С1000-2
Дебљина од 0,6 до 3,2 мм.
FR4 VENTEC породица VT 47
Дебљина од 0,6 до 3,2 мм.
ФР4 СХЕНГИИ породица С1600
Стандардна дебљина 1,6 мм.
FR4 VENTEC породица VT 42C
Стандардна дебљина 1,6 мм.
Овај материјал је епоксидно стакло без бакра, дизајнирано за употребу у изолационим плочама, шаблонима, носачима плоча итд. Производе се коришћењем машинских цртежа типа Гербер или DXF датотека.
Дебљина од 0,3 до 5 мм.