FR-4 debe ser conocido antes de la placa PCB

November 28, 2022

FR4 debe ser conocido antes de la placa PCB

Cuando realizamos un pedido en una fábrica de placa de PCB, a menudo hay un tipo de placa FR-4 para elegir. Actualmente, hay tres tipos de tipos de tablas: FR-4, placa de aluminio y placa de cobre de separación termoeléctrica.

1. FR-4, también escrito como FR4, es tanto un nombre como un grado estándar

Los materiales de sustrato orgánico utilizados para hacer que los PCB consistan en 3 componentes: resina, material de refuerzo y lámina de cobre conductor.

FR en el estándar de clasificación NEMA significa retardante de llama (retardante de llama) o resistente al fuego (resistente al fuego), es decir, la clasificación del fuego, por lo que las tablas con clasificación FR son todos tablas de retardantes de llama, y el número "4 4 "Significa que el material para distinguirlo de otros materiales del mismo nivel, 4 significa que la resina es la resina epoxi, el material de refuerzo es la tela de fibra de vidrio y el grado de retardante de la llama es UL94 V-0. Los grados retardantes de la llama de FR-1, FR-2 y FR-3 son UL 94V-1, y las resinas y los materiales de refuerzo utilizados también son diferentes.

2. Índice de rendimiento de FR-4
El sustrato FR-4 es un sistema de resina epoxi, por lo que durante mucho tiempo, el valor TG es el índice más común utilizado para clasificar sustratos FR-4, y también es uno de los indicadores de rendimiento más importantes en la especificación IPC-4101.

Temperatura de transición de vidrio TG

El valor TG de un sistema de resina se refiere al punto de transición de temperatura al que el material cambia de un estado relativamente rígido o "vidrioso" a un estado deformable o suavizado. Este cambio termodinámico siempre es reversible siempre que la resina no se descomponga. Es decir, cuando un material se calienta de un estado de temperatura normal a una temperatura por encima del valor TG, y luego se enfría por debajo del valor TG, puede cambiar a un estado rígido con las mismas propiedades que antes. Sin embargo, cuando un material se calienta a temperaturas muy por encima de su TG, pueden producirse cambios de fase irreversibles. El efecto de esta temperatura tiene mucho que ver con el tipo de material y también con la descomposición térmica de la resina.

En términos generales, cuanto mayor sea TG del sustrato, mayor será la confiabilidad del material. Si se adopta el proceso de soldadura sin plomo, la temperatura de descomposición térmica (TD) del material base también debe considerarse.

Otros indicadores de rendimiento importantes incluyen el coeficiente de expansión térmica (CTE), la absorción de agua, las propiedades de adhesión del material y las pruebas de tiempo de delaminación comúnmente utilizadas como las pruebas T260 y T288. [1]

3. Diversidad de FR-4

La tela de fibra de vidrio se usa como material de refuerzo, el sistema de resina es la resina epoxi y el material base con una calificación de retardante de llama de UL 94V-0 es FR-4. ¿Existe alguna distinción específica entre una clase tan grande de materiales?

Dividir de acuerdo con el valor de TG

La diferencia más obvia entre los materiales FR-4 es el valor TG. Según la temperatura de TG, las láminas FR-4 generalmente se dividen en láminas bajas TG, TG medias y TG altas.

En la industria, el FR-4 con un TG de aproximadamente 135 ° C generalmente se clasifica como una hoja TG baja; FR-4 con un TG de aproximadamente 150 ° C es una lámina TG media; y FR-4 con un TG de aproximadamente 170 ° C se clasifica como una hoja TG alta.

Si hay muchos tiempos de presión durante el procesamiento de PCB, o el número de capas de PCB es grande (más de 14 capas), o la temperatura de soldadura es alta (≥230 ° C), o la temperatura de trabajo es alta (más de 100 ° C) , o el estrés térmico de soldadura es grande (como la soldadura de ondas), debe elegir una placa TG alta.

Dividir según la pérdida.

PCB
FR-4 se puede dividir en:

Placa de pérdida ordinaria (df≥0.02)
Placa de pérdida media (0.01 <df <0.02)
Placa de baja pérdida (0.005 <df <0.01)
Hoja de pérdida ultra baja (df <0.005)