Les caractéristiques de base et les perspectives de développement du matériau PCB FR4

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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.

Development Prospect of FR-4 Copper Clad Laminate

FR-4 copper clad laminate is the core material of printed circuit boards, which is widely used in electronics, communications, computers, automotive, aerospace and other fields. With the development of 5G, Internet des objets, intelligent manufacturing and other emerging industries, FR-4 laminates have a very broad market outlook.

Tout d'abord, the development of 5G will promote the demand for FR-4 laminates, 5G communication technology requires superior high-frequency transmission performance, so the performance of FR-4 laminates also need to be improved. Par exemple, the dielectric constant of the sheet needs to be increased and the dielectric loss of the sheet needs to be reduced. En outre, the miniaturization and lightweight of 5G equipment also put forward higher requirements for the performance of FR-4 boards, such as the need to optimize the thickness of the board. Donc, with the rapid development of 5G in the future, FR-4 copper cladding board market demand growth prospects.

Secondly, the widespread application of the Internet of Things (IoT) will also drive the growth of FR-4 copper-clad laminates market demand. The Internet of Things requires higher performance indicators (such as high-frequency transmission, high-speed transmission, etc.), in addition to the miniaturization of the Internet of Things terminal equipment requires thinner and lighter FR-4 copper cladding boards, which will promote the FR-4 cladding board market demand continues to increase.

Again, the rapid development of intelligent manufacturing will have a positive impact on FR-4 laminate market demand. Intelligent manufacturing has become a national strategy, the transformation and upgrading of the manufacturing industry requires more intelligent equipment. These devices require high-speed transmission of high-frequency transmission and other performance indicators such as stringent FR-4 copper cladding boards, the market demand will also continue to increase.

FR4 has been widely used in electronic equipment for its high reliability, good processability, heat resistance and excellent electrical properties. Its dielectric constant and dielectric loss angle tangent and other electrical performance parameters are controlled with high precision, which can ensure stable signal transmission. En outre, FR4 sheet has good thermal stability and can remain stable in high-temperature environments, making it suitable for applications under various environmental conditions. Donc, FR4PCB is an excellent electronic material, providing a strong guarantee for the performance and reliability of electronic equipment.