FR-4 qui doit être connu avant l'impression sur PCB

1. FR4 feuille, ancu scrittu cum'è FR4, hè à tempu un nome è un livellu standard

  U materiale di sustrato organicu utilizatu per a fabricazione PCBs custituitu di trè cumpunenti: resina, materiale di rinforzu, è foglia di rame conductiva.

  FR-4, cum'è u nome, hè applicabile à l'usu di tela di fibra di vetru cum'è materiale di rinforzu in a fabricazione di circuiti stampati, è u sistema di resina hè un termu generale per i fogli laminati di resina epossidica. FR-4 hè solu un termu generale per un tipu di sheet metal. A tela di fibra di vetru hè una fibra di vetru di qualità elettronica tessuta in un materiale finitu cum'è un tela. A fibra di vetru rende FR-4 hà stabilità strutturale necessaria. Stu tela di fibra di vetro hè circundatu è ligatu da resina epossidica cù additivi ignifughi. Resini dà rigidità materiali è altre proprietà fisiche.

  A specificazione FR-4 hè sviluppata da NEMA (Associazione di Produttori Elettrici di l'America), è a classificazione cumunimenti usata di i gradi di sustrato PCB NEMA hè mostrata in a tabella sottu.

  U FR in u standard di classificazione NEMA rapprisenta Flame Retardant o Fire Resistant, chì hè ancu cunnisciutu cum'è a classificazione di u focu. Dunque, i tavulini classificati FR sò tutti i pannelli ritardanti di fiamma, è u numeru "4" distingue u materiale da altri materiali di u listessu gradu. 4 indica chì a resina hè resina epossidica, u materiale di rinforzu hè un tela di fibra di vetro, è a classificazione di u focu hè UL94 V-0. U gradu di ritardante di fiamma di FR-1, FR-2 è FR-3 hè UL 94V-1, è e resine è i materiali di rinforzu utilizati sò ancu diffirenti.

  In l'anni 1950, i sustrati di carta fenolica rivestiti di rame sò stati introdutti è largamente utilizati in l'equipaggiu elettricu cum'è radiu è televisione. Tuttavia, stu materiale avia un insulamentu elettricu bassu è ùn era micca ignifugu. À quellu tempu, ci sò stati assai incidenti di u focu causati da fallimenti elettrici di TV in i Stati Uniti, cusì NEMA hà divisu diversi gradi di sustrato PCB basatu nantu à considerazioni di sicurezza elettrica, basati principalmente nantu à l'infiammabilità, a stabilità à alta temperatura, l'assorbimentu di umidità è altri indicatori di u circuitu. sustrato bordu, ma ùn spicificò i pruprietà elettricu di u sustrato, comu custanti dielectric, perdita tangente è altri indicatori.

  FR-4 hè solu un livellu in a classificazione di sustrato NEMA, chì rapprisenta solu a categuria di materiale, micca u materiale specificu. Un prublema cumuni hè chì FR-4 hè spessu cunfunditu cù un dielettricu specificu, cum'è u materiale FR-4 in u nostru software di simulazione, chì hà una constante dielettrica predeterminata di 4.2 è una tangente d'angolo di perdita di 0.02. In ogni casu, parechji platti di perdita media à bassa sò ancu materiali di qualità FR-4.

2. Perchè FR4 hè un bordu regulare in fabbriche PCB

  I primi schede PCB largamente utilizati eranu sustrati rivestiti di rame fenolicu di carta, cum'è XPC è XXXPC, chì eranu relativamente prezzu ma micca ignifughi. Dopu à l'accidenti di u focu causati da i fallimenti di u circuitu in l'anni 1970, l'equipaggiu elettricu principali hà cuminciatu à utilizà sustrati retardanti di fiamma. L'usu di sustrati rivestiti di rame fenolicu di carta FR-1 è FR-2 cù proprietà ritardanti di fiamma supera gradualmente quelli di substrati XPC è XXXPC non ignifughi.

  In l'anni 1980, i dispositi portatili multimediali cuminciaru à diventà populari, cum'è Walkman è BPM. I PCB cuminciaru à sviluppà versu a miniaturizazione è a densità alta, è l'applicazione di PCB multi-layer hè diventata più è più cumuna, chì hà purtatu à u sviluppu di sustrati PCB.

  Ancu s'è i sustrati di carta cum'è XPC è FR-1 sò più prezzu di u sustrato di tela epoxy di fibra di vetro FR-4, ùn sò micca boni cum'è FR-4 in quantu à l'assorbimentu di l'umidità, a resistenza à u calore è a forza meccanica. In i primi tempi, i sustrati di carta eranu tipicamente usati per i prudutti di u cunsumu sensibili à u prezzu, mentre chì FR-4 era più comunmente utilizatu per i prudutti industriali.

  Ma cum'è i dispositi di u cunsumadore avanzanu versu dimensioni più chjuche, più ligere è più sottili, l'usu di pannelli FR-4 hè ancu in crescita. Cù l'usu generalizatu di PCB cù spessori standard chì varieghja da 1.6 mm à 0.8 mm, a forza meccanica è a resistenza à l'umidità di i sustrati di carta sò diventati un prublema. Inoltre, i sustrati di carta ùn sò micca adattati per a produzzione di tavulini multi-layer, è cù u sviluppu di a miniaturizazione di l'equipaggiu, a densità di cablaggio di PCB hè in crescita, è a cota di mercatu di schede multi-layer hè ancu crescente. Dunque, malgradu u costu relativamente elevatu di i pannelli FR-4, i prudutti di u cunsumu sò sempre cambiati gradualmente versu i pannelli FR-4.

  Un altru mutivu impurtante perchè e fabbriche di mudelli PCB largamente sceglie FR-4 invece di utilizà sustrati di carta più prezzu hè chì i sustrati di carta ùn sò micca adattati per i prucessi di perforazione, solu per i prucessi di punching, mentre chì FR-4 hè assai faciule di processà.

  Cù l'espansione cuntinuu di a capacità di produzzione per materiali cum'è a resina epossidica è a tela di fibra di vetro, u sustrato standard attuale FR-4 hè digià un materiale di prezzu bassu cù eccellenti proprietà meccaniche è processabilità, facendu assai populari trà i fabricatori di prudutti elettronichi à pocu costu globale. .

3. Indicatori di rendiment di FR-4-FR

  U sustrato FR-4 hè un sistema di resina epossidica, cusì u valore Tg hè statu longu l'indicatore più cumuni utilizatu per classificà i gradi di sustrato FR-4 è hè ancu unu di i principali indicatori di rendiment in a specificazione IPC-4101.

Température de transition vitreuse Tg

  U valore Tg di un sistema di resina si riferisce à u puntu di transizione di a temperatura in quale un materiale passa da un statu relativamente rigidu o "vetru" à un statu facilmente deformabile o ammorbiditu. Mentre a resina ùn si decompone, stu cambiamentu termodinamicu hè sempre reversibile. Questu significa chì quandu u materiale hè riscaldatu da un statu di a temperatura di l'ambienti à una temperatura più altu ch'è u valore Tg, è poi rinfriscatu sottu à u valore Tg, pò turnà à un statu rigidu cù e stesse proprietà cum'è prima. Tuttavia, quandu u materiale hè riscaldatu à una temperatura assai più altu ch'è u so valore Tg, pò purtà à cambiamenti di fase irreversibile. L'impattu di sta temperatura hè strettamente ligata à u tipu di materiale è ancu à a descomposizione termale di a resina.

  In generale, più altu hè u Tg di u sustrato, più altu hè a fiducia di u materiale. Se u prucessu di saldatura senza piombo hè utilizatu, hè ancu necessariu di cunsiderà a temperatura di descomposizione termale (Td) di u sustrato.

  Altri indicatori di rendiment impurtanti includenu u coefficient di espansione termica (CTE), l'assorbimentu d'acqua, e caratteristiche di aderenza di i materiali, è i testi di tempu di delaminazione cumunimenti usati, cum'è i testi T260 è T288.

4. Diversità di FR4 feuille

  Chì sò e distinzioni specifiche trà i materiali in questa categuria, utilizendu tela di fibra di vetru cum'è materiale di rinforzu, resina epossidica cum'è sistema di resina, è FR-4 cum'è materiale di basa cù una qualificazione di ritardante di fiamma di UL 94V-0?

Divide basatu annantu à u valore Tg

  A diferenza più ovvia trà i materiali FR-4 hè u valore Tg. Sicondu a temperatura di Tg, i fogli FR-4 sò generalmente divisi in fogli Tg bassu, Tg mediu è Tg altu.

  In l'industria, FR-4 cù Tg attornu à 135 ℃ hè di solitu classificatu com'è foglia Tg bassa; Pigliate FR-4 cù Tg à circa 150 ℃ cum'è un pianu mediu Tg; 

Classificà FR-4 cù circa 170 ℃ Tg cum'è una piastra alta Tg.

  Se ci sò parechje volte di pressa, più strati di PCB (più di 14 strati), alta temperatura di saldatura (≥ 230 ℃), alta temperatura di travagliu (più di 100 ℃), o altu stress termicu di saldatura (cum'è a saldatura d'onda) durante u processu di PCB, alta. I platti Tg deve esse sceltu.

Divisu basatu annantu à perdite

Placa di perdita ordinaria (Df ≥ 0.02)

Piastra di perdita media (0.01

Foglia di bassa perdita (0.005

Foglia di perdita ultra bassa (Df ＜ 0.005)