FR4-печатная плата

Материалы FR4 в производстве печатных плат

FR-4 и его характеристики делают его широко используемым при разумной цене. Это основная причина, по которой его так широко используют в производстве печатных плат. В этой статье всесторонне представлены соответствующие знания и меры предосторожности при использовании материалов FR4 при производстве печатных плат: 

каталог

Что такое ламинат FR-4 и печатная плата FR-4?

FR4: FR4 — это стандарт, установленный NEMA для эпоксидных ламинатов, армированных стекловолокном.
FR относятся к «огнестойким» и означают, что материал соответствует стандарту UL94V-0 на воспламеняемость пластиковых материалов. Если код 94V-0 имеется на всех платах FR-4. Это гарантирует, что огонь не распространяется и быстро гаснет, когда материал горит. Этот материал имеет 4 отличия от других подобных материалов. Материал FR4 представляет собой структуру композитного материала. Самым основным слоем материала является стекловолокно, которое вплетено в тонкую тканевую поверхность.

Печатная плата FR-4: Печатная плата FR-4 относится к печатной плате, обработанной медным материалом FR-4. FR4 — наиболее распространенный сорт диэлектрического материала, используемый для изготовления печатных плат. Этот материал также широко используется в односторонних, двусторонних, и многослойные печатные платы.
Узнайте больше о знаниях о печатных платах FR4, связанных с JHD;

Каковы свойства материала FR4?

1. Огнестойкий:
Химикаты, используемые в материалах для предотвращения или задержки распространения огня, называются антипиренами. Подложка FR4 обладает отличными термическими, механическими и электрическими свойствами, что делает ее идеальным выбором для различных электронных приложений. Огнестойкие ламинаты и препреги широко используются в различных производственных процессах и дают предсказуемые результаты.

2. Хорошая электрическая производительность:
Электрические характеристики материала печатной платы очень важны для целостности сигнала и рассмотрения импеданса. Они определяют скорость, с которой электрический сигнал проходит через материал, и сколько заряда может сохраняться в заданном объеме. В следующей таблице перечислены некоторые важные электрические характеристики и их типичные значения.

3. Гигроскопичность хорошая:
Гигроскопичность — это способность материалов печатных плат сопротивляться поглощению воды при погружении в воду. Это связано с увеличенным процентом веса подложки печатной платы из-за поглощения воды в контролируемых условиях. Влагопоглощение материала FR4 составляет всего 0,10% после помещения его в воду на 24 часа.

Общие данные из нормального FR4
Тестовый элементУсловия леченияЕдиницаSPECТипичное значение
TgDSC°C>110135
Воспламеняемость

C-48/23/50

E-24/125+des

/94V-094V-0
Объемное удельное сопротивление

После влагостойкости

E-24/125

MΩ-cm ≥10³ 10^6
Поверхностное удельное сопротивление

После влагостойкости

E-24/125

≥10³ 10^6
Дуговое сопротивлениеD-48/50+D-0.5/23S≥6080
Пробой диэлектрикаD-48/50+D-0.5/23KV≥4055
Диэлектрическая проницаемость (1 МГц)C-24/23/50/≤5.44.5
Коэффициент рассеивания (1 МГц)C-24/23/50/≤0.0350.021
Термическое напряжение/непротравленный/протравленный288°C ,припой/≥10s
Без расслаивания
≥10s
Без расслаивания
Прочность на отрыв / Hoz

288°C,10s

125°C

LBS/IN

/

≥6.0

≥4.0

7.8

5.5

Предел прочности при изгибе / LW / CWAМПа

≥415

≥345

550

435

Поглощение влагиD-24/23%≤0.350.20
CTE TMA по оси Z / до Tg / после TgTMA卩 m/m°c/

70

280

CTIIEC60112 МетодV175-250 (III)175

Классификация FR-4 CCL и применение FR4 PCB

FR-4 Медный ламинат класса A1:
Это в основном используется в вооруженных силах, связи, компьютерах, цифровых схемах, промышленных инструментах, автомобильных схемах и других электронных продуктах. Качество этой серии продуктов полностью достигло уровня мирового класса, самого высокого класса и лучших характеристик.

FR-4 Ламинированный пластик с медным покрытием Класс A2:
Это в основном используется в компьютерах общего назначения, контрольно-измерительных приборах, современной бытовой технике и общей электронике. Эта серия ламинатов с медным покрытием (CCL) является наиболее широко разработанной, и все показатели эффективности могут удовлетворить потребности общепромышленных электронных продуктов.Это может эффективно повысить ценовую конкурентоспособность клиентов.

FR-4 Медный ламинат класса A3:
Этот сорт CCL представляет собой продукт FR-4, специально разработанный и произведенный для производства бытовой техники, компьютерной периферии и общей электронной продукции. Его характеристика заключается в том, что цена является конкурентоспособной при условии, что производительность соответствует требованиям.

FR-4 Медный ламинат класса A4:
Этот сорт представляет собой ламинат FR-4, плакированный медью, из низкокачественного материала. Тем не менее, различные показатели производительности по-прежнему могут удовлетворить потребности обычных бытовых приборов, компьютеров и электронных продуктов общего назначения. Его стоимость очень дешевая, соотношение цены и качества также очень хорошее.

FR-4 Медный ламинат Класс B:
Этот сорт стального листа имеет низкое качество и низкую стабильность качества. Не подходит для больших печатных плат. Его цена самая дешевая, просто обратите внимание на его выбор и использование.

Обратите внимание, что более высокие сорта FR-4 CCL стоят дороже. Обычно мы советуем клиентам выбирать соответствующую марку материала в соответствии с фактическими потребностями применения печатных плат. Если вы не уверены, какая марка материала лучше всего подходит для вашего проекта, вы можете отправить соответствующую производственную информацию в JHD. Наши профессиональные инженеры проверят и дадут экономически эффективные предложения. Другие классификации CCL для печатных плат и стандарты качества см. в статье “Что такое CCL“;

Типы материалов FR-4.

  • Стандарт FR4: Как следует из названия, это стандартная FR-4 с термостойкостью от 140 до 150 ℃.
  • FR4 с высоким Tg: Этот тип FR-4 имеет высокую температуру стеклования (TG) 180 ℃.
  • FR4 с высоким CTI: Относительный индекс слежения выше 600 вольт.
  • FR4 без медного ламината:Подходит для изоляционных плит и опор для плит.
  • FR4 G10: Слоистый композитный материал из стекловолокна и смолы, который обладает характеристиками изоляции, коррозионной стойкости и износостойкости. Для конкретных материалов G10 см. “Что такое лист эпоксидной смолы G10?

Разница между подложками для печатных плат: алюминий и FR4

Алюминий:
Алюминиевая подложка светодиода с хорошей теплопроводностью, а затем пайка на ней электронных компонентов. Важной причиной использования алюминиевой подложки является то, что она имеет большое рассеивание тепла. В связи с большим нагревом мощных светодиодов, для производства светодиодных осветительных ламп чаще всего используются алюминиевые подложки. Качество алюминиевой подложки для светодиодов зависит от модели материала, уровня твердости, обработки поверхности и толщины алюминиевых пластин, а также выбирает подходящую модель и размер с соответствующей теплопроводностью.

FR4:
Печатная плата из стекловолокна FR-4 – это традиционная печатная плата электронных продуктов. Он широко используется благодаря хорошей изоляции, коррозионной стойкости, устойчивости к сжатию, многослойной печати и другим характеристикам. Подложка FR4, ее стеклование (TG) составляет порядка 115 ℃ до 200 ℃ 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 медными слоями. Узнайте больше о печатных платах с высоким тепловыделением;
В FR-4 используется бром, огнестойкий так называемый галогенный химический элемент. Он заменяет другой менее стойкий композит G-10 в большинстве применений.
Преимущество FR4 в том, что он обладает хорошей стойкостью. Он не впитывает воду, сохраняет высокую механическую прочность и обладает хорошей изоляционной способностью как в сухой, так и во влажной среде.
Проверьте другие характеристики подложки из ламината с медным покрытием для печатных плат;

FR4-печатная плата VS алюминиевая печатная плата

Преимущества материалов FR4:

  1.  Широкий диапазон рабочих температур (от 50℃ до 115℃).
  2. Более высокое значение Tg (около 180 ℃).
  3. Обеспечивает хорошие механические свойства для поддержания целостности структуры плиты.
  4. По сравнению с другими материалами стоимость ниже.

Ограничения материалов печатной платы FR4:

FR4 уже много лет используется в производстве печатных плат. Он имеет низкую стоимость и обеспечивает достаточную электрическую изоляцию. Однако при использовании FR4 в высокоскоростных приложениях могут возникнуть следующие проблемы: 

Контролируемое сопротивление –
FR4 не обеспечивает однородной диэлектрической проницаемости, как материалы высокоскоростных плат. Dk изменяется по мере увеличения частоты. Допустимое отклонение диэлектрической проницаемости высокоскоростных материалов составляет менее 2%, в то время как допуск диэлектрической проницаемости FR4 достигает 10%. Изменение Dk в FR4 создает проблемы при сохранении значений импеданса. Следовательно, этот материал не подходит для плат с регулируемым импедансом.

Изоляционная стабильность –
В то время как FR4 является хорошим изолятором, он также имеет свои ограничения в условиях высокой мощности, высокого напряжения или высокой температуры. Изоляционные характеристики материала ухудшатся, и он начнет проводить электричество, если будут превышены установленные пределы. Это может привести к выходу плиты из строя.

Потери сигнала –
Потеря сигнала является важным фактором при проектировании печатных плат, особенно в высокочастотных приложениях. FR4 не лучший материал для этих приложений, потому что он имеет больший Df (коэффициент рассеяния), чем высокочастотное ламинирование.

Потери сигнала FR4

Различия FR4 CCL и FR-5 CCL.

FR-4 CCL: FR-4 — это код класса огнестойкого материала, что означает, что полимерный материал должен быть способен самогаситься после сгорания.
Эпоксидная стеклоткань FR-4 обычно называется эпоксидной стеклотканью FR-4, изоляционной плитой, эпоксидной плитой, плитой из эпоксидной смолы, плитой из бромированной эпоксидной смолы, FR-4,плита из стекловолокна, армирующая плита FR-4, армирующая плита FPC, армирующая плита с гибкой печатной платой, плита из эпоксидной смолы FR-4, огнестойкая изоляционная плита, ламинированная плита FR-4, эпоксидная плита, гладкая плита ФР-4, стеклотекстолитовая плита ФР-4, эпоксидная стеклоткань Эпоксидно-стеклотканевый ламинат, сверление на плате печатной платы.

FR5 CCL: Эпоксидная пластина ФР5 представляет собой пластинчатый ламинированный продукт, изготовленный из специальной электронной ткани, пропитанной эпоксидно-фенольной смолой и другими материалами путем горячего прессования при высокой температуре и высоком давлении. Обладает высокими механическими и диэлектрическими свойствами, хорошей изоляцией, термо- и влагостойкостью, хорошей обрабатываемостью. Применение: используется в качестве изолирующих конструкционных деталей двигателей и электрооборудования, а также широко применяется при тестировании печатных плат; Его можно использовать во влажной среде и трансформаторном масле.

FR-5 имеет больше преимуществ, чем FR-4:
A. TG и TD выше;
B. Термостойкость лучше, примерно в два раза выше, чем у обычного FR-4.;
C. Z-cte невелик и подходит для изготовления многослойных печатных плат.

Какая печатная плата не подходит для материала FR4?

Как упоминалось выше, в большинстве случаев FR4 действительно является хорошим стандартом или вариантом по умолчанию. Однако бывают случаи, когда FR4 не лучший материал для доски, как показано ниже:

Если используется высокочастотный сигнал.
На высоких частотах, Платы FR4 не могут поддерживать постоянный импеданс, и может возникнуть отражение, отрицательно влияющие на целостность сигнала. Это результат относительно высокого значения dk. Когда требуются высокочастотные сигналы, мы по-прежнему рекомендуем настраивать высокочастотные печатные платы в соответствии с требованиями. Отправьте свои данные Gerber, если вы не уверены, нужен ли вам высокочастотный материал. Наши профессиональные инженеры проверят и дадут лучший совет. Щелкните, чтобы узнать о высокочастотных знаниях о печатных платах.
Если требуется бессвинцовая пайка.
Если ваши платы будут продаваться в Европе и должны соответствовать Директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS) или если вашим клиентам требуется бессвинцовая пайка, вы можете рассмотреть другие варианты материалов. Это связано с тем, что температура оплавления бессвинцовой печатной платы в сборе может достигать 250°C, что значительно превышает Tg многих версий FR4.
Если во время работы плата подвергается воздействию чрезвычайно высоких температур.
Также нецелесообразно использовать FR4, если печатной плате необходимо работать в условиях чрезвычайно высокой температуры. Например, возле моторного отсека аэрокосмического корабля.

Готовы ли вы к изготовлению вашей печатной платы? Попробуйте наш инструмент быстрого расчета стоимости, чтобы загрузить файлы CAD и BOM на наш веб-сайт jhdpcb.ru.

Подложка печатной платы играет жизненно важную роль в производительности платы. JHDPCB входит в пятерку лучших и ответственных производителей печатных плат в Китае. Мы будем строго контролировать качество всех типов подложек, используемых в процессе производства печатных плат, чтобы обеспечить бесперебойную работу последующих процессов и использования. Мы посоветуем вам лучший выбор в зависимости от ваших условий применения, Требования к дизайну печатных плат и производственному процессу. Если у вас есть какие-либо потребности, связанные с печатными платами, Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, наша профессиональная команда обслуживания клиентов сделает все возможное, чтобы помочь вам.

Служба изготовления нестандартных печатных плат JHD.

  • IPC-600, IPC-610 и ISO-9001, обязательство по сертификации качества.
  • Поддержка чата доступна в течение 24 часов для быстрого обращения.
  • Получите полную цитату онлайн в течение одного рабочего дня.
  • Отличное управление цепочкой закупок
  • Хорошие показатели эффективности затрат помогают нашим клиентам повысить конкурентоспособность цен.
  • Время выполнения составляет так же быстро, как 48 часов.
  • Выполняет несколько автоматических проверок во время сборки, чтобы обеспечить качество печатной платы для прототипирования.
  • Обеспечивает поддержку на протяжении всего процесса производства печатных плат, начиная с проектирования файла Gerber.
  • Быстрый переход от прототипирования к серийному производству. 

Получите расчет стоимости печатной платы сейчас

Откройте высококачественные услуги по производству печатных плат в JHDPCB

Leave a Comment