Металлические PCB - Печатная плата FR-4 (FR-4 PCB)

Классификация материалов FR-4

FR-4 является наиболее распространенным материалом для изготовления печатных плат. Он представляет собой ламинат на основе эпоксидной смолы и стеклоткани, обладающий хорошими электрическими характеристиками, механической прочностью, влагостойкостью и огнестойкостью. Материалы FR-4 можно классифицировать по нескольким основным признакам.

1. Классификация по типу стеклоткани

Наиболее распространенные типы стеклоткани: 106, 1067, 1080, 1078, 2113, 2116, 3313, 7628

Данные обозначения стандартизированы и определены спецификациями IPC. Независимо от производителя стеклоткани, материалы одного типа должны соответствовать установленным требованиям IPC.

2. Классификация по типу стекловолокна

E-Glass (Electrical Glass) - наиболее распространенный тип стекловолокна для производства печатных плат. Представляет собой алюмосиликатное стекло с очень низким содержанием щелочных металлов, благодаря чему обладает высокими электроизоляционными свойствами и хорошей механической прочностью.

При отсутствии специальных требований большинство электронных изделий изготавливается именно на основе E-Glass.

NE-Glass (Low Dk Glass) - стекловолокно с пониженной диэлектрической проницаемостью, разработанное для высокоскоростных и высокочастотных применений.

Основные характеристики: диэлектрическая проницаемость (Dk) около 4,6, тангенс угла диэлектрических потерь (Df): около 0,0007

Для сравнения, стандартное E-Glass имеет Dk около 6,6, Df около 0,0012

Материалы на основе NE-Glass широко применяются в высокоскоростных цифровых устройствах и телекоммуникационном оборудовании.

3. Классификация по системе смол

Различные производители предлагают собственные серии материалов FR-4.

ITEQ: IT180A, IT170GRA1, IT958G, IT968, IT968SE, IT988GSE

TUC: TU862HF, TU872LK, TU872SLK, TU872SLK-SP, TU883, TU933+

Panasonic: Megtron 4, Megtron 4S, Megtron 6, Megtron 6G, Megtron 7E, Megtron 7NE

Shengyi: S1000-2, S7439, S6, S1141

Rogers: RO4003C, RO3003, RO4350B, RT/duroid 5880, TMM Series

Материалы печатной платы

4. Классификация по уровню диэлектрических потерь

В зависимости от значения коэффициента диэлектрических потерь (Df) материалы условно разделяются на следующие категории:

- стандартные потери: Df ≥ 0,020;

- средние потери: 0,010 < Df < 0,020;

- низкие потери: 0,005 < Df < 0,010;

- сверхнизкие потери: Df < 0,005.

Следует учитывать, что границы классификации могут различаться в зависимости от производителя и отраслевых требований.

5. Классификация по огнестойкости

Материалы FR-4 подразделяются на: огнестойкие (UL94 V-0, UL94 V-1) и неогнестойкие (UL94 HB).
Само обозначение «FR» (Flame Retardant) означает способность материала самозатухать после удаления источника пламени.

Толщина материала FR-4

Наиболее распространенные толщины листов FR-4: 0,3 мм, 0,4 мм, 0,5 мм, 0,6 мм, 0,8 мм, 1,0 мм, 1,2 мм, 1,5 мм, 1,6 мм, 1,8 мм, 2,0 мм.
Допуски по толщине зависят от производителя материала и применяемой технологии производства.

Толщина медной фольги

Стандартные варианты медного покрытия: 0,5 oz (17 мкм), 1 oz (35 мкм), 2 oz (70 мкм). По запросу доступны и другие параметры.

Области применения FR-4

Материал FR-4 широко используется при производстве: компьютерной техники, промышленной электроники, телекоммуникационного оборудования, бытовой электроники, измерительных приборов,систем управления и автоматизации.

Благодаря сочетанию хороших электрических характеристик, механической прочности, влагостойкости и доступной стоимости FR-4 остается основным материалом для производства большинства печатных плат в электронной промышленности.

Стекловолокно, входящее в состав FR-4, обладает высокой прочностью на растяжение, устойчивостью к коррозии, низким коэффициентом теплового расширения и отличными изоляционными свойствами, что обеспечивает долговечность и надежность готовых изделий.