Материал для печатных плат Fr4 Подложка для печатных плат
Как вы знаете, печатная плата играет жизненно важную роль в электронных продуктах, поэтому вам нужно подумать о том, как выбрать правильный материал при производстве печатной платы . JHYPCB может предложить вам самые низкие возможные затраты и самое лучшее в производстве высококачественных печатных плат и высококачественной сборке печатных плат . Однако существует множество различных типов материалов для печатных плат, таких как материал FR-4, материал HDI, материал для печатных плат Rogers и т. Д. Как правило, мы используем стандартный материал FR-4 для печатных плат, чтобы снизить затраты на продукцию, что является хорошим вариантом, поскольку материал FR-4 доступен по цене и полезен для многих приложений. Однако материал FR-4 - не единственный тип материала печатной платы; по сравнению с материалом печатной платы, материал FR-4 и материал Rogers имеет важное значение.
Что такое FR4?
FR4 - это стандарт, определенный NEMA (Национальная ассоциация производителей электрооборудования) для ламината из стеклопластиковой эпоксидной смолы. «FR» указывает на то, что материал является негорючим, а «4» указывает на тканую армированную стекловолокном эпоксидную смолу. Одно- или двусторонние печатные платы состоят из сердечника FR4 и верхнего и нижнего медных слоев. Многослойные печатные платы имеют дополнительные слои препрега между центральной сердцевиной и верхним и нижним медными слоями. Сердечник состоит из подложки с медным покрытием, также называемой ламинатом с медным покрытием (CCL) . Сердечник, ламинат и препрег могут быть выполнены из FR4 с медными листами между сигнальным и заземляющим слоями. FR4 - это наиболее распространенный материал, из которого изготавливаются печатные платы. Свойства и характеристики FR-4 или FR4 делают его очень универсальным по доступной цене. До появления многослойных печатных плат было много материалов, альтернативных FR4. К ним относятся FR2, CEM 1 и CEM 3, которые были бумажными. Однако сила FR4, особенно для многослойных печатных плат , стала важным фактором, позволившим отделить его от альтернатив и стать отраслевым стандартом. Поэтому большинство печатных плат изготавливаются с использованием FR4 в качестве основного материала.
Материалы и характеристики FR4
Его стеклование (TG) составляет от 115 ° C до 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 многослойной меди.
FR-4 использует бром, так называемый галогеновый химический элемент, устойчивый к возгоранию. Он заменил G-10, другой менее прочный композит, в большинстве его применений.
FR4 имеет преимущество в превосходном соотношении сопротивления и веса. Он не впитывает воду, сохраняет высокую механическую прочность и обладает отличной изоляционной способностью в сухой или влажной среде.
Примеры FR-4
- Стандартный FR4: как следует из названия, это стандартный FR-4 с термостойкостью порядка 140–150 ° C.
- High TG FR4: этот тип FR-4 имеет более высокое стеклование (TG) около 180 ° C.
- Высокий CTI FR4: сравнительный индекс отслеживания выше 600 вольт.
- FR4 без многослойной меди: идеально подходит для изоляционных плит и опор для плат.
- Более подробная информация о характеристиках этих различных материалов приводится ниже 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 состав компонентов. Например, компоненты THT отличаются от других компонентов и требуют тонкой печатной платы.
- Экономия места: экономия места важна при разработке печатной платы, особенно для разъемов USB и аксессуаров Bluetooth. Самые тонкие плиты используются в конфигурациях, в которых экономия места имеет решающее значение.
- Дизайн и гибкость : большинство производителей предпочитают толстые доски тонким. При использовании FR-4, если основа слишком тонкая, при увеличении размеров платы существует риск ее поломки. С другой стороны, более толстые доски гибкие и позволяют создавать V-образные пазы.
- Необходимо учитывать среду в печатной плате, которая будет использоваться . Для электронного блока управления в области медицины тонкие печатные платы гарантируют снижение нагрузки. Слишком тонкие - и, следовательно, слишком гибкие доски - более уязвимы к нагреванию. Они могут изгибаться и принимать нежелательный угол во время пайки компонентов.
- Контроль импеданса : толщина платы подразумевает постоянство диэлектрической среды, в данном случае FR-4, что облегчает контроль импеданса. Когда импеданс является важным фактором, толщина платы является определяющим критерием, который следует учитывать.
- Соединения : тип соединителей, используемых для печатной схемы, также определяет толщину FR-4.
Различные типы FR-4, доступные от JHYPCB
JHYPCB STANDARD FR-4 СВОЙСТВА МАТЕРИАЛА
- Высокая температура стеклования (Tg) (150Tg или 170Tg)
- Высокая температура разложения (Td) (> 345º C)
- Низкий коэффициент теплового расширения (КТР) ((2,5% -3,8%)
- Диэлектрическая проницаемость (@ 1 ГГц): 4,25-4,55
- Коэффициент рассеяния (@ 1 ГГц): 0,016
- Рейтинг UL (94V-0, CTI = 3 минимум)
- Совместим со стандартной и бессвинцовой сборкой.
- Доступна толщина ламината от 0,005 до 0,125 дюйма.
- Доступная толщина препрег (приблизительно после ламинирования):
- (1080 стеклянный) 0,0022 дюйма
- (2116 стеклянный) 0,0042 "
- (7628 стеклянный) 0,0075 "
Стандартный FR4
- Семейство FR4 SHENGYI S1000H
- Толщина от 0,2 до 3,2 мм.
- FR4 Семейство VENTEC VT 481
- Толщина от 0,2 до 3,2 мм.
FR4 High TG- FR4 Семейство SHENGYI S1000-2
- Толщина от 0,6 до 3,2 мм.
- FR4 Семейство VENTEC VT 47
- Толщина от 0,6 до 3,2 мм.
FR4 High IRC- FR4 Семейство SHENGYI S1600
- Стандартная толщина 1,6 мм.
- FR4 Семейство VENTEC VT 42C
- Стандартная толщина 1,6 мм.
FR4 без меди- Этот материал представляет собой эпоксидное стекло без меди, предназначенное для использования в изоляционных плитах, шаблонах, опорах для плат и т. Д. Они изготавливаются с использованием механических чертежей типа Gerber или файлов DXF.
- Толщина от 0,3 до 5 мм.
Разница между материалом FR-4 и материалом Rogers
1. Материал FR-4 дешевле материала Rogers.
2. По сравнению с материалом FR-4 материал Rogers отлично передает высокие частоты.
3. Материал FR-4 имеет более высокое значение Df или коэффициент рассеяния, чем материал Rogers, поэтому потери сигнала больше.
4. Что касается стабильности импеданса, материал Rogers имеет более широкий диапазон значений Dk, чем материал FR-4.
5. Что касается диэлектрической проницаемости, FR-4 имеет Dk около 4,5, что ниже, чем у материала Rogers, где значение составляет от 6,15 до 11.
6. При регулировании температуры материал Rogers имеет меньшие отклонения по сравнению с материалом FR-4.
Когда FR4 не лучший материал для вашей доски?
FR4 действительно является хорошим стандартом или вариантом по умолчанию для материала вашей доски в большинстве случаев. Однако бывают случаи, когда FR4 не лучший материал для вашей платы, как указано ниже.
- Если требуется бессвинцовая пайка
Если ваши платы будут продаваться в Европе и должны соответствовать Директиве об ограничении использования опасных веществ (RoHS) или ваш клиент требует использования бессвинцовой пайки, тогда вы можете изучить другие варианты материалов. Это связано с тем, что температура оплавления для бессвинцовых печатных плат (PCB Assembly) может достигать 250 ° C, что значительно превышает Tg для многих версий FR4.- Если используются высокочастотные сигналы
На высоких частотах платы FR4 не могут поддерживать постоянный импеданс, и могут возникать отражения, которые негативно влияют на целостность сигнала. Это следствие относительно высокого значения dk.- Если плата будет подвергаться воздействию чрезвычайно высоких температур во время работы
Также не рекомендуется использовать FR4, если печатная плата должна работать в среде с чрезвычайно высокими температурами. Примером может служить моторный отсек аэрокосмического аппарата.
FR4 по праву является наиболее часто используемым материалом для изготовления печатных плат. Платы из FR4 прочные, водонепроницаемые и обеспечивают хорошую изоляцию между слоями меди, что сводит к минимуму помехи и поддерживает хорошую целостность сигнала. Однако на высоких частотах и в окружающей среде FR4 - не лучший материал для ваших плат. В JHYPCB, лидере отрасли в производстве быстрых и высококачественных прототипов печатных плат и мелкосерийном производстве , мы можем удовлетворить ваши потребности в материалах для печатных плат в любом случае. Мы будем работать с вами, чтобы помочь вам выбрать материалы, которые наилучшим образом воплотят ваш дизайнерский замысел.
А чтобы помочь вам встать на правильный путь, мы предоставляем информацию для ваших чеков DFM . Если вы готовы изготовить свой дизайн, попробуйте связаться с нами по электронной почте.
Ms. Megan