FR-4 doit être connu avant la carte PCB

November 28, 2022

FR4 doit être connu avant la carte PCB

Lorsque nous passons une commande dans une usine de cartes PCB, il y a souvent un type de carte FR-4 à choisir. Actuellement, il existe trois types de types de panneaux: FR-4, carte en aluminium et carte de cuivre de séparation thermoélectrique.

1. FR-4, également écrit comme FR4, est à la fois un nom et une note standard

Les matériaux de substrat organiques utilisés pour fabriquer des PCB se composent de 3 composants: résine, matériau de renforcement et feuille de cuivre conductrice.

FR dans la norme de classification NEMA signifie ignifuge (ignifuge) ou résistant au feu (résistant aux incendies), c'est-à-dire la note d'incendie, de sorte que les planches évaluées par FR sont toutes des planches ignifuges à la flamme, et le nombre "4 "Cela signifie que le matériau pour le distinguer des autres matériaux du même niveau, 4 signifie que la résine est de la résine époxy, le matériau de renforcement est un tissu en fibre de verre et que le grade ignifuge est UL94 V-0. Les catégories ignifuges de la flamme de FR-1, FR-2 et FR-3 sont UL 94V-1, et les résines et les matériaux de renforcement utilisés sont également différents.

2. Indice de performance de FR-4
Le substrat FR-4 est un système de résine époxy, donc pendant longtemps, la valeur TG est l'index le plus courant utilisé pour classer les substrats FR-4, et c'est également l'un des indicateurs de performance les plus importants de la spécification IPC-4101.

Température de transition du verre TG

La valeur TG d'un système de résine fait référence au point de transition de la température auquel le matériau passe d'un état relativement rigide ou "vitreux" à un état déformable ou ramolli. Ce changement thermodynamique est toujours réversible tant que la résine ne se décompose pas. Autrement dit, lorsqu'un matériau est chauffé d'un état de température normal à une température au-dessus de la valeur TG, puis refroidi en dessous de la valeur TG, il peut revenir à un état rigide avec les mêmes propriétés qu'auparavant. Cependant, lorsqu'un matériau est chauffé à des températures bien au-dessus de son TG, des changements de phase irréversibles peuvent en résulter. L'effet de cette température a beaucoup à voir avec le type de matériau et également avec la décomposition thermique de la résine.

D'une manière générale, plus le TG du substrat est élevé, plus la fiabilité du matériau est élevée. Si le processus de soudage sans plomb est adopté, la température de décomposition thermique (TD) du matériau de base doit également être prise en compte.

D'autres indicateurs de performance importants comprennent le coefficient d'expansion thermique (CTE), l'absorption d'eau, les propriétés d'adhésion du matériau et les tests de temps de délaminage couramment utilisés tels que les tests T260 et T288. [1]

3. Diversité de FR-4

Le tissu en fibre de verre est utilisé comme matériau de renforcement, le système de résine est de la résine époxy et le matériau de base avec une cote de flamme d'UL 94V-0 est FR-4. Existe-t-il une distinction spécifique entre une si grande classe de matériaux?

Diviser selon la valeur TG

La différence la plus évidente entre les matériaux FR-4 est la valeur TG. Selon la température TG, les feuilles FR-4 sont généralement divisées en tg faible, TG moyen et tg élevés.

Dans l'industrie, FR-4 avec un TG d'environ 135 ° C est généralement classé comme une feuille TG faible; FR-4 avec un Tg d'environ 150 ° C est une feuille TG moyenne; et FR-4 avec un Tg d'environ 170 ° C est classé comme une feuille TG élevée.

S'il y a beaucoup de temps de pression pendant le traitement des PCB, ou si le nombre de couches de PCB est grand (plus de 14 couches), ou la température de soudure est élevée (≥230 ° C), ou la température de travail est élevée (plus de 100 ° C) , ou la contrainte thermique de soudage est grande (comme le soudage des ondes), doit choisir une plaque TG élevée.

Divisez selon la perte.

PCB
FR-4 peut être divisé en:

Plaque de perte ordinaire (df ≥ 0,02)
Plaque de perte moyenne (0,01 <df <0,02)
Plaque de perte basse (0,005 <df <0,01)
Fiche de perte ultra-bas (DF <0,005)