Les caractéristiques de base et les perspectives de développement du matériau PCB FR4
La résine époxy en verre FR4 est actuellement le substrat le plus utilisé sur le marché des PCB. plus que 80% du PCB est fabriqué avec FR4, Qu'est-ce que FR4, Quelles sont ses caractéristiques, Cet article se concentrera sur vous donner une introduction.
FR4 est un tableau de revêtement en cuivre en résine époxy en fibre de verre en verre, il est basé sur le chlorite, sable de quartz, calcaire, dolomie, pierre de calcium de bore, Boron Magnésium pierre six types de minéraux comme matières premières par fusion à haute température, dessin, enroulement, tissage et autres processus fabriqués. Le diamètre de son monofilament pour quelques microns à plus de deux douzaines de microns, équivalent à une brin de cheveux de 1/20 ~ 1/5, Chaque tas de soie brute en fibre est composée de centaines ou même de milliers de monofilaments.
Le préfixe FR fait référence à l'évaluation inflammabilité du système de résine utilisé dans les composites laminés qui composent le substrat d'une carte de circuit imprimé. L'ajout de composés de brome à la résine produit des propriétés issues de la flamme qui sont auto-extinguées et combustibles.
FR4 Caractéristiques de base
● Force de flexion laminaire verticale A: normale: E-1/150, 150± 5 ℃ ≥340MPA
● Force d'impact laminaire parallèle (Méthode de faisceau simplement prise en charge): ≥ 230kj / m
● Résistance à l'isolation après immersion à l'eau (D-24/23): ≥5,0 × 108Ω
● Résistance électrique laminaire verticale (Dans 90 ± 2 ℃ d'huile de transformateur, épaisseur de plaque 1 mm): ≥14,2 mV / m
● Couche parallèle à la tension de panne (dans 90 ± 2 ℃ Huile de transformateur): ≥ 40kV
● constante diélectrique relative (50HZ): ≤5,5
● constante diélectrique relative (1MHz): ≤5,5
● Facteur de perte diélectrique (50HZ): ≤0,04
● Facteur de perte diélectrique (1MHz): ≤0,04
● Absorption d'eau (D-24/23, épaisseur de plaque 1,6 mm): ≤ 19 mg
● densité: 1.70-1.90g / cm³.
● Inflammabilité: Fv0
Quelles sont les propriétés des substrats FR4?
Ignifuge
Les produits chimiques utilisés sur les matériaux pour prévenir ou retarder la propagation du feu sont appelés retardateurs de flamme., Propriétés mécaniques et électriques, Les rendre parfaits pour une large gamme d'applications électroniques. Les stratifiés et les préreg des flammes sont très polyvalents, Convient pour une variété de procédures de fabrication et produisent des résultats prévisibles.
Bonnes propriétés électriques
Les propriétés électriques des matériaux PCB sont essentielles pour signaler l'intégrité et les considérations d'impédance. Ils déterminent la rapidité avec laquelle un signal électrique peut se propager à travers le matériau et la quantité de charge qu'elle peut conserver dans un volume donné.
Faible absorption d'humidité
L'absorption de l'humidité est la capacité d'un matériau PCB à résister à l'absorption d'eau lorsqu'il est immergé dans l'eau. Il est donné par le pourcentage d'augmentation du poids du matériau de la carte de circuit imprimé en raison de l'absorption d'eau dans des conditions contrôlées. 0.10% après 24 heures d'immersion dans l'eau.
Limites des matériaux de la carte de circuit imprimé FR4
FR4 est utilisé dans les cartes de circuits imprimées depuis de nombreuses années. Il est peu coûteux et fournit une isolation électrique adéquate. Cependant, Lorsque FR4 est utilisé dans des applications à grande vitesse, Les problèmes suivants peuvent se produire:
Stabilité de l'isolation
Bien que FR4 soit un bon isolant, Il a ses limites lorsqu'il est soumis à une puissance élevée, haute tension ou chaleur élevée. Si certaines limites sont dépassées, Les propriétés isolantes du matériau se détérioreront et ils commenceront à conduire l'électricité. Cela peut conduire à une défaillance du conseil.
Impédance contrôlée
FR4 ne fournit pas de constante diélectrique uniforme comme les matériaux de la carte de circuit imprimé à grande vitesse. À mesure que la fréquence augmente, DK change. Tandis que les matériaux à grande vitesse ont une tolérance constante diélectrique à moins que 2%, FR4 a une tolérance à 10%. Le changement de DK dans FR4 pose un défi tout en maintenant la valeur d'impédance. Donc, Ce matériau n'est pas un choix préféré pour contrôler les tableaux d'impédance.
Perte de signalisation
La perte de signal est un aspect important de Conception de PCB, surtout dans les applications à haute fréquence.FR4 n'est pas le meilleur matériel pour ces applications car il a un DF plus grand (facteur de dissipation) que les matériaux à haute fréquence.
Classification des performances FR4
F4 standard
Le verre époxy de grade électrique F4 de base fournit le plus économique, Substrat à usage général pour l'électronique grand public et les cartes de circuits imprimées sans repousser les limites de fréquence extrêmes.
F4 haute fréquence
Des corps multiglages comme les valeurs diélectriques de contrôle RF-35 ci-dessous +/-0.05 à travers la région micro-ondes. Ces matériaux à faible perte étroitement alignés deviennent essentiels à l'intégrité du dispositif RF.
F4 à haute température
Par la modification de la résine ou les mélanges bismaleimide-triazine, Certaines formulations FF4 résistent à des températures supérieures à 230 ° C pour répondre aux besoins de l'équipement électronique aérospatial et automobile.
F4 très fiable
Isola's “HEURE” La famille et les stratifiés de la famille Allen 85N utilisent une teneur élevée en résine et un tissage en verre pour perforer les trous dans les multicouches et sont élastiquement rigides conçues pour résister à la propagation des fissures.
Perspectives de développement du stratifié cuivré FR-4
Le stratifié cuivré FR-4 est le matériau de base des cartes de circuits imprimés, qui est largement utilisé en électronique, communications, ordinateur, automobile, aérospatiale et autres domaines. Avec le développement de la 5G, Internet des objets, fabrication intelligente et autres industries émergentes, Les stratifiés FR-4 ont des perspectives de marché très larges.
Tout d'abord, le développement de la 5G favorisera la demande de stratifiés FR-4, 5La technologie de communication G nécessite des performances de transmission haute fréquence supérieures, les performances des stratifiés FR-4 doivent donc également être améliorées. Par exemple, la constante diélectrique de la feuille doit être augmentée et la perte diélectrique de la feuille doit être réduite. En outre, la miniaturisation et la légèreté des équipements 5G imposent également des exigences plus élevées en matière de performances des cartes FR-4, comme la nécessité d'optimiser l'épaisseur de la planche. Donc, avec le développement rapide de la 5G à l’avenir, Perspectives de croissance de la demande du marché des panneaux de revêtement en cuivre FR-4.
Deuxièmement, l'application généralisée de l'Internet des objets (IoT) stimulera également la croissance de la demande du marché des stratifiés cuivrés FR-4. L'Internet des objets nécessite des indicateurs de performance plus élevés (comme la transmission haute fréquence, transmission à grande vitesse, etc.), en plus de la miniaturisation de l'Internet des objets, les équipements terminaux nécessitent des cartes de revêtement en cuivre FR-4 plus fines et plus légères, ce qui favorisera la demande du marché des panneaux de revêtement FR-4 continue d'augmenter.
Encore, le développement rapide de la fabrication intelligente aura un impact positif sur la demande du marché du stratifié FR-4. La fabrication intelligente est devenue une stratégie nationale, la transformation et la modernisation de l'industrie manufacturière nécessitent des équipements plus intelligents. Ces appareils nécessitent une transmission à grande vitesse de transmission haute fréquence et d'autres indicateurs de performance tels que des panneaux de revêtement en cuivre FR-4 rigoureux., la demande du marché continuera également à augmenter.
FR4 a été largement utilisé dans les équipements électroniques pour sa haute fiabilité, bonne aptitude au traitement, résistance à la chaleur et excellentes propriétés électriques. Sa constante diélectrique et sa tangente d'angle de perte diélectrique ainsi que d'autres paramètres de performances électriques sont contrôlés avec une haute précision., ce qui peut assurer une transmission stable du signal. En outre, La feuille FR4 a une bonne stabilité thermique et peut rester stable dans des environnements à haute température, ce qui le rend adapté aux applications dans diverses conditions environnementales. Donc, FR4PCB est un excellent matériau électronique, offrant une forte garantie pour les performances et la fiabilité des équipements électroniques.
