produttore di pcb fr4
PCB FR4

PCB FR4

Significato di FR-4: materiale composito per la produzione di PCB e unità di valutazione.

Nell'ingegneria elettronica, i diversi materiali dei substrati vengono scelti in base alle loro caratteristiche applicative. Ad esempio, per i circuiti ad alta frequenza si usa il Rogers, mentre per i circuiti RF si usa il Teflon (di seguito è riportato un confronto tra l'FR4 e altri materiali per circuiti stampati). In genere, ci si riferisce ai circuiti stampati in base al nome del materiale del substrato. FR-4 in PCB ha un duplice significato:

  • Come materiale di supporto, si riferisce alla laminato epossidico rinforzato con fibra di vetro.
  • Come Resistenza al fuoco, tra cui FR-1, FR-2, FR-3 e FR-4.
 

Per progetti economicamente vantaggiosi, l'utilizzo dell'FR-4 per la costruzione di circuiti stampati è una scelta saggia. È conforme alle norme Standard UL94V-0che garantiscono una sufficiente resistenza meccanica e capacità di autoestinguersi. In questa sede, non ci limitiamo a illustrare la tecnologia FS capacità produttive ma anche le specifiche dei materiali FR-4. Sia che stiate selezionando i materiali del substrato per il vostro progetto, sia che siate alla ricerca di Soluzioni per PCB FR-4troverete queste informazioni utili!

Produttore affidabile di PCB FR4 - FS Technology

A differenza delle aziende cinesi tradizionali che separano il commercio dalla produzione, FS Technology è un'azienda integrata. Produttore di PCBA con vari reparti, tra cui ingegneria, approvvigionamento, vendite, produzione e assemblaggio. Questa integrazione ci aiuta a soddisfare le esigenze globali dei clienti sia a livello nazionale che internazionale. Con materiali di substrato tradizionali come l'FR-4, disponiamo di una solida base di esperienza e ci distinguiamo da altri produttori grazie a tecnologie all'avanguardia.

In qualità di produttore che si concentra sulla cooperazione a lungo termine, "Qualità", "Servizio" e "Prezzo" sono i tre pilastri, ovvero fornire servizi migliori a costi inferiori in modo che i clienti possano ottenere prodotti di alta qualità. Sulla base della nostra filosofia di servizio, abbiamo ricevuto un elevato volume di ordini e apprezzamenti costanti. I nostri principali vantaggi includono:

  • Ampi servizi: Abbiamo personale dedicato che si occupa di tutto, dalla progettazione alla consegna, in modo che possiate concentrarvi sulle vendite.
  • Soluzioni personalizzate: Soluzioni su misura in base alla fase specifica del vostro progetto.
  • Personalizzazione flessibile: PCB FR-4 a 1-56 strati, vias ciechi/interrati/micro vias, SMT+THT, lavorazione a passo fine, varie finiture superficialie altro ancora.
  • Efficiente dal punto di vista dei costi: Stretta collaborazione con i partner della catena di fornitura e progettazione di soluzioni di ottimizzazione.
  • Qualità: Servizio clienti online 24/7 + Assistenza punto a punto + Processi ben definiti + Materiali di alta qualità
  • Certificazioni: Fornire certificazioni richieste dal settore, come IATF16949 e ISO13485.
  • Velocità: Produzione digitale automatizzata + processi semplificati + elevata capacità produttiva + soluzioni di spedizione personalizzate.
Ispezione AOI scheda PCB FR4

Parametri del materiale del substrato FR4

Selezionare il giusto tipo di circuito stampato per il vostro progetto in base ai parametri del materiale del substrato è la strategia migliore. Di seguito è riportata la tabella dei parametri per l'FR4 convenzionale fornita da FS Technology:

Tabella dei parametri

Articoli del testCondizioni di elaborazioneUnitàParametro di prestazione
Valore di riferimentoValori tipici
TgDSC≥130140
CombustibilitàC-48/23/50-V-0V-0
E-24/125
Resistività di volumeDopo l'immersioneMΩ-cm≥10^62.0*10^8
E-24/127≥10^35.0*10^8
Resistività di superficieDopo l'immersione≥10^43.0*10^7
E-24/125≥10^35.0*10^7
Anti ARCD-48/50+D-0,5/23S≥60115
Guasto dielettricoD-48/50+D-0,5/23KV≥4055
Costante dielettrica (1MHZ)C-24/23/50-≤5.44.7
Angolo di perdita dielettrica (1MHZ)C-24/23/50-≤0.0350.01
Resistenza alla flessioneOrizzontaleAMpa≥415450
Ritratto≥345400
Assorbimento dell'acquaD-24/23%≤0.50.1
ClJPCA-ES-01-2003-Standard%≤0.090.05
BrJPCA-ES-01-2003-Standard%≤0.090

Osservazione:

  • Tutti i dati dei test sono conformi allo standard IPC-4101/92
  • Spessore del campione: 1,6 mm
  • C=condizione di umidità
  • D = Immersione in acqua distillata
  • E=condizione di temperatura
  • Tg=Temperatura di transizione del vetro, la lastra subisce una deformazione di rammollimento ad alta temperatura ed è accompagnata da un forte declino delle proprietà meccaniche ed elettriche

Spiegazione dei parametri

Temperatura di transizione del vetro

La temperatura è una misura importante per progetti elettroniciIn questa sede, ci occupiamo principalmente della temperatura di transizione vetrosa, nota come valore TG. Un valore TG più alto indica che il circuito stampato può funzionare ininterrottamente in ambienti con temperature più elevate senza compromettere le sue proprietà fisiche ed elettriche. In genere, la temperatura operativa più alta per i PCB FR4 è di circa 130 °C, ma FS Technology raccomanda di non superare i 100 °C, poiché i componenti possono essere assemblati sul PCB FR4 per funzioni specifiche e la temperatura operativa massima di questi componenti può essere inferiore a 130 °C.

Conduttività termica

La conducibilità termica del materiale FR4 è uno dei suoi svantaggi, con un coefficiente di conducibilità termica di circa 0,3 W/(m-K), mentre i materiali del substrato metallico possono raggiungere 385 W/(m-K) (come il rame). Questo rappresenta un divario significativo nelle proprietà dei materiali che, nonostante l'ottimizzazione della progettazione, non può essere completamente colmato. Una misura per migliorare la dissipazione del calore consiste nell'aumentare il numero di fori di dissipazione. Tuttavia, il beneficio diminuisce una volta raggiunto un certo numero. Inoltre, l'ottimizzazione dell'instradamento, l'aumento dello spessore delle tracce e una buona distribuzione delle stesse sono fattori che possono essere utilizzati per migliorare la dissipazione del calore. posizionamento dei componenti che generano calore possono essere impiegati per risolvere questo problema.

Spessore

Lo spessore può variare a seconda dell'applicazione specifica e dei requisiti di progettazione. In genere, il PCB FR4 è disponibile in spessori che vanno da 0,2 mm a 6,0 mm o più. I PCB più sottili sono spesso utilizzati in applicazioni in cui lo spazio è limitato, come nei dispositivi mobili o nella tecnologia indossabile, mentre i PCB più spessi sono utilizzati in applicazioni che richiedono una maggiore durata e resistenza, come nelle apparecchiature industriali o militari. Lo spessore di un PCB FR4 può anche influenzare le sue proprietà elettriche, come l'impedenza e la capacità, quindi è importante considerare attentamente i requisiti di progettazione e scegliere lo spessore appropriato per l'applicazione.

Densità

La densità del PCB FR4 dipende dallo spessore e dal numero di strati della scheda. In genere, la densità del materiale FR4 è di 1,85 g/cm³, ma la densità effettiva del PCB può variare a seconda del progetto e del processo di produzione.

Anche il numero di strati del PCB può influire sulla sua densità. Un PCB FR4 a singolo strato avrà una densità inferiore rispetto a un PCB FR4 multistrato, perché quest'ultimo ha più strati di rame e materiale isolante. Anche lo spessore degli strati di rame può contribuire alla densità del PCB: strati di rame più spessi aumentano il peso complessivo e la densità della scheda.

Igroscopicità

L'igroscopicità si riferisce alla quantità di umidità assorbita da un substrato in un ambiente umido. Un'igroscopicità più bassa indica che il materiale assorbe meno umidità, consentendo di mantenere le prestazioni dielettriche in condizioni di umidità e di prevenire problemi come la corrosione, la delaminazione, le microfratture e i cortocircuiti elettrici.

Proprietà meccaniche

Il materiale del substrato FR4 presenta eccellenti proprietà meccaniche, con una resistenza alla trazione compresa tra 345 e 414 MPa e una resistenza alla flessione compresa tra 483 e 586 MPa. Ciò si traduce in una migliore stabilità dimensionale, resistenza alle vibrazioni e agli impatti fisici.

Tipi di schede PCB FR4

Alto TG FR4

PCB ad alta tecnologia è un materiale FR4 migliorato con una temperatura di transizione vetrosa più elevata, ovvero la temperatura alla quale il materiale passa da uno stato rigido, simile al vetro, a uno stato più flessibile e gommoso. Questo risultato si ottiene in genere modificando la composizione del materiale o migliorando il processo di produzione. Mentre i materiali FR4 tradizionali hanno un valore TG di circa 130-140 °C, l'FR4 High-TG vanta un intervallo TG di 170-180 °C. Questa modifica migliora la sua capacità di resistere alle alte temperature, rendendolo adatto ad applicazioni nell'elettronica di potenza, Illuminazione a LEDe dell'elettronica automobilistica.

FR4 senza alogeni

Il termine "senza alogeni" è comunemente usato per indicare substrati per circuiti stampati che non contengono elementi alogeni della tavola periodica, come bromo, iodio e cloro. Sebbene questi elementi alogeni possano migliorare le proprietà ignifughe dei circuiti stampati, rilasciano gas nocivi quando vengono bruciati, violando così le norme di legge. Direttiva RoHS.

Per evitare l'uso di elementi alogeni senza compromettere le prestazioni, FS Technology impiega materiali alternativi come il fosforo e il fosforo-azoto. La temperatura di transizione vetrosa di questi PCB FR4 privi di alogeni è tipicamente di circa 150°C, con una temperatura di decomposizione di circa 330°C. Ciò rende questo tipo di substrato FR4 molto adatto ai dispositivi che mirano a ridurre i fumi nocivi durante la combustione.

Circuito multistrato

Uno dei motivi per cui l'FR-4 è così popolare nell'industria dei circuiti stampati, oltre all'eccellente rapporto costo-efficacia, è la sua facilità di lavorazione. Come è noto, più complessa è la stratificazione di un circuito, più impegnativa è la sua costruzione. Tuttavia, il materiale FR-4 possiede adeguate proprietà meccaniche e la maggior parte dei produttori ha una buona padronanza delle tecniche di lavorazione. Di conseguenza, sono spesso in grado di realizzare circuiti multistrato. Per esempio, presso FS Technology è possibile ottenere facilmente PCB multistrato FR4 a 1-56 strati a basso costo. Questo vantaggio consente di realizzare strutture circuitali a più alta densità. Inoltre, la facilità di lavorazione nella produzione di schede nude si estende all'assemblaggio.

PCB FR-4 in rame spesso

Per PCB FR4 in rame spesso si intende la tecnologia che consente di migliorare significativamente la conduttività e la dissipazione del calore del circuito stampato aggiungendo strati di rame più spessi al tradizionale materiale del substrato FR4. Questa tecnologia è particolarmente adatta per le applicazioni ad alta corrente e ad alta potenza, come i circuiti di potenza e i circuiti di controllo dei motori.

Tuttavia, è importante notare che il miglioramento delle prestazioni può comportare un aumento del peso e dei costi. Quando si progettano circuiti stampati FR4 con rame più spesso, è consigliabile considerare l'instradamento a impedenza controllata per garantire la corrispondenza di impedenza nel circuito. Inoltre, la scelta dello spessore di rame appropriato è fondamentale per il successo del progetto. È possibile consultare il sito di FS Technology Guida allo spessore del rame dei PCBche fornisce una guida preziosa per i vostri progetti di design.

Tavola pieghevole

In primo luogo, c'è la combinazione di PCB rigido-flessibileche collega abilmente le parti rigide e flessibili, conferendo al circuito stampato capacità di flessione e piegatura e mantenendo un elevato livello di affidabilità. In genere, scegliamo l'FR4 come materiale per la parte rigida perché possiede le proprietà meccaniche richieste e il suo costo è relativamente basso, contribuendo alla realizzazione di progetti economicamente vantaggiosi.

L'altra opzione è PCB semi-flexche utilizzano tecniche di fresatura profonda per lavorare le aree che richiedono un certo grado di flessibilità. Questo approccio si basa sulla facilità di lavorazione dei materiali FR4.

Fr4 PCB o altri

Serie FR

La serie FR (Flame Retardant) comprende attualmente cinque diversi materiali: FR1, FR2, FR3, FR4 e FR5. I numeri rappresentano il grado di resistenza alla fiamma e quelli più alti indicano una maggiore capacità di ritardare la fiamma.

  • FR1: Composto da resina fenolica e carta, è il più economico e viene comunemente utilizzato per applicazioni a bassa tensione e bassa frequenza.
  • FR2: Realizzato con resina fenolica e cotone, offre migliori prestazioni meccaniche e una gamma più ampia di applicazioni rispetto all'FR1.
  • FR3: Costruito con resina epossidica e carta, può essere utilizzato per applicazioni ad alta tensione e ad alta frequenza, anche se le sue capacità sono limitate.
  • FR4: Composto da resina epossidica e fibra di vetro, è il più utilizzato della serie FR per la sua economicità.
  • FR5: Composto da resina epossidica e fibra di vetro, le sue prestazioni sono leggermente superiori a quelle dell'FR4, ma il prezzo è più alto.

Ceramica VS

PCB in ceramica è costruito utilizzando materiali di substrato come l'ossido di alluminio, il nitruro di alluminio e il carburo di silicio. Trovano ampio impiego in applicazioni con requisiti rigorosi di trasmissione del segnale.

  • Rispetto all'FR4, i PCB a base ceramica offrono una conduttività termica significativamente più elevata. Sia che si utilizzi l'ossido di alluminio, nitruro di alluminioo carburo di silicio, i PCB ceramici eccellono nella dissipazione del calore, ovviando alla necessità di caratteristiche come i vias e gli strati metallici utilizzati per la gestione termica nei PCB FR4.
  • Sebbene l'FR4 offra prestazioni elettriche adeguate, non è all'altezza della ceramica. Tuttavia, è essenziale notare che i PCB in ceramica hanno un costo di costruzione più elevato. Per questo motivo, sono più adatti a progetti elettronici con prezzi e redditività elevati, come quelli nei settori medico, militare o delle stazioni radio base.
  • A causa della fragilità intrinseca dei materiali ceramici, la costruzione di PCB ceramico multistrato può essere impegnativo. Per le strutture multistrato, è consigliabile prendere in considerazione Serie ceramica di Rogers come valida alternativa alla ceramica.

Alluminio VS

PCB in alluminio utilizzano l'alluminio come materiale di supporto ed è il più comune tra i materiali di PCB in metallo. Di solito, appare di colore bianco argenteo, ha proprietà di curvatura in qualche punto ed è comunemente utilizzato nell'industria dei LED.

  • In termini di prezzo, l'FR4 è più conveniente rispetto ai PCB in alluminio, che sono una delle opzioni più economiche tra i PCB metallici.
  • I circuiti stampati a base di alluminio sono difficili da lavorare e, a causa del loro scopo primario di dissipazione del calore, sono tipicamente strutture a singolo o doppio strato.
  • Per quanto riguarda le prestazioni termiche, i PCB in alluminio superano di gran lunga i PCB FR4. Questo è il loro principale vantaggio, in quanto aiutano i progetti ad alta potenza a dissipare il calore.
  • L'alluminio è un materiale con eccellenti capacità di schermatura delle radiazioni, che può prevenire i componenti sulla scheda dalle radiazioni elettromagnetiche.

VS Rogers

Il laminato Rogers è un materiale ad alte prestazioni sviluppato e prodotto da Rogers Corporation. A causa del suo costo più elevato, viene tipicamente utilizzato nell'elettronica più avanzata per compensare i limiti dei materiali tradizionali in termini di trasmissione e integrità del segnale.

  • In termini di rapporto costo-efficacia, l'FR4 supera significativamente Rogers.
  • In termini di prestazioni, che si tratti di gestione del calore, controllo dell'impedenza, costante dielettrica o perdita dielettrica, Rogers eccelle.
  • In termini di applicazioni, l'FR4 è adatto all'elettronica generale, come telefoni e computer, mentre l'FR4 è adatto all'elettronica di base. Rogers PCB brillare nel campo della comunicazione.
  • La serie di materiali Rogers offre più opzioni per aiutarvi a raggiungere gli obiettivi di design del vostro progetto.

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