Οδηγίες FR4: Όταν μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε και όταν δεν μπορείτε

Οδηγίες FR4: Όταν μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε και όταν δεν μπορείτε

Οι περισσότεροι ηλεκτρολόγοι μηχανικοί και άτομα που εμπλέκονται με τυπωμένα κυκλώματα είναι εξοικειωμένοι με το υλικό FR4. Το FR4 είναι το κύριο υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή των πιο άκαμπτων πλακών κυκλώματος. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι δεν γνωρίζουν τι είναι το FR4, πόσο μάλλον γιατί είναι η πιο δημοφιλής βάση PCB.

Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τα τυπωμένα κυκλώματα FR4, όπως αυτά που είναι, γιατί είναι τόσο δημοφιλή και πώς η προδιαγραφή FR4 PCB συγκρίνεται με άλλες επιλογές στον κλάδο.


Τι είναι το υλικό FR4;

Το FR4 είναι επίσης γραμμένο ως FR-4, το οποίο είναι τόσο όνομα όσο και βαθμολογία. Αυτή η ονομασία εφαρμόζεται σε ελασματοποιημένες εποξειδικές ρητίνης ενισχυμένες με γυάλινες ίνες που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τυπωμένων κυκλωμάτων. Ωστόσο, ο χαρακτηρισμός χρησιμοποιείται επίσης ως βαθμός για την αξιολόγηση εποξειδικών ετικετών. Η ονομασία ουσιαστικά υποδεικνύει τη βασική ποιότητα του πλαστικού, πράγμα που σημαίνει ότι διάφορα πίνακες και σχέδια εμπίπτουν στην βαθμολογία FR4. Το "FR" στο όνομα σημαίνει επιβραδυντικό φλόγας, ενώ το "4" σημαίνει ότι το υλικό είναι διαφορετικό από τα άλλα στην ίδια τάξη.

Το υλικό που είναι ευρέως γνωστό ως FR4 είναι μια σύνθετη δομή. Το πιο βασικό στρώμα του υλικού είναι το υαλοβάμβακα υφασμένο σε ένα λεπτό φύλλο που μοιάζει με πανί. Το Fiberglass παρέχει την απαραίτητη δομική σταθερότητα στο FR4. Αυτό το εσωτερικό στρώμα από υαλοβάμβακα περιβάλλεται στη συνέχεια και συνδέεται με εποξειδική επιβράδυνση φλόγας. Αυτή η ρητίνη προσδίδει ακαμψία στο υλικό, μεταξύ άλλων φυσικών ιδιοτήτων.


Το φύλλο FR4 είναι ευρέως δημοφιλές μεταξύ των ηλεκτρολόγων μηχανικών και των σχεδιαστών ως υπόστρωμα PCB. Το χαμηλό κόστος και η ευελιξία του υλικού, μαζί με τον πλούτο των ευεργετικών φυσικών ιδιοτήτων του, απεικονίζουν αυτή τη δημοτικότητα. Το φύλλο FR4 είναι ένας ηλεκτρικός μονωτής με υψηλή διηλεκτρική αντοχή. Έχουν επίσης αναλογία υψηλής αντοχής προς βάρος, είναι ελαφρύς και ανθεκτικός στην υγρασία. Προσθέστε αυτό στη σχετική αντίσταση θερμοκρασίας και τα FR4 μπορούν να αποδώσουν καλά στις περισσότερες περιβαλλοντικές συνθήκες.


Σύνδεση FR4-PCB

Αυτές οι ιδιότητες καθιστούν το FR4 ένα ιδανικό υπόστρωμα για ποιοτικές διαδικασίες παραγωγής PCB. Όταν χρησιμοποιούνται σωστά, αυτές οι ιδιότητες μπορούν επίσης να αποτελούν τη βάση των υψηλής ποιότητας και χαμηλού κόστους PCB.

Σε ένα PCB, το FR4 σχηματίζει την κύρια μονωτική σπονδυλική στήλη. Αυτή είναι η βάση επί της οποίας οι κατασκευαστικές εταιρείες κατασκευάζουν κυκλώματα. Μόλις είναι έτοιμες, οι σανίδες FR4 είναι πλαστικοποιημένες με ένα ή περισσότερα στρώματα από φύλλο χαλκού χρησιμοποιώντας θερμότητα και συγκολλητικά. Αυτός ο χαλκός σχηματίζει το κύκλωμα στο τελικό προϊόν και μπορεί να καλύψει μία ή και τις δύο πλευρές, ανάλογα με το σχεδιασμό του σκάφους.


Τα σύνθετα PCB μπορούν να χρησιμοποιήσουν περισσότερες από μία πλευρά και το σκάφος μπορεί ακόμη και να είναι στρωματοποιημένο για να παράγει πιο σύνθετα κυκλώματα. Από εδώ, το κύκλωμα τραβιέται και χαραγμένο μακριά και στη συνέχεια καλύπτεται με μάσκα συγκόλλησης, προετοιμάζοντας το σκάφος για το τελικό στρώμα μεταξοτυπίας και την επακόλουθη διαδικασία συγκόλλησης.


Πώς να επιλέξετε το πάχος FR4

Κατά την παραγγελία των ελασματοποιημένων για ένα έργο PCB, ο σχεδιαστής ή ο ηλεκτρολόγος μηχανικός πρέπει να καθορίσει το πάχος FR4 PCB. Αυτό μετράται σε ίντσες, όπως χιλιοστά της ίντσας, ή U ή χιλιοστά, ανάλογα με το ποια ρύθμιση λειτουργεί καλύτερα. Τα φύλλα FR4 έρχονται σε ένα ευρύ φάσμα πάχους, ανάλογα με τις ανάγκες του έργου, αλλά τείνουν να κυμαίνονται από 10 έως 3 ίντσες.