FR4 Material PCB

FR4 é um material dieléctrico muito comummente utilizado para o fabrico de PCB. FS Technology é o melhor fabricante de PCB FR-4 na China, se o seu projecto precisar de o utilizar, por favor contacte-nos para obter o seu orçamento.

Directório de PCB FR-4

O que é FR4 PCB

Existem diferentes tipos de PCB que são utilizados na engenharia industrial e electrónica. Cada tipo de placa de circuito tem as suas características e áreas de aplicação correspondentes. FR4 é um novo tipo de material de placa de circuito impresso, e a placa de circuito impresso criada com este material de substrato é chamada FR-4 PCBs. Nos PCBs convencionais, existem resinas epoxídicas reforçadas com vidro utilizadas como materiais de substrato. FR4 é fibra de vidro revestida com camadas laminadas epoxídicas. A fibra de vidro é utilizada para oferecer a estrutura envelhecida do material. Os materiais utilizados para placas FR4 estão de acordo com as normas UL94V-0.

Tipicamente um qualificado montagem chave-na-mão de PCB A empresa pode criar placas utilizando diferentes tipos de materiais de substrato. Tomando a Tecnologia FS como exemplo, para além de fabricar PCB FR4 conselhopodemos também produzir PCB de alumínio, PCB de rogers, etc. As placas de circuitos que fabricamos podem atingir estruturas de camada única, camada dupla, e camada múltipla. 

Alta TG FR4

É uma categoria curada de PCB FR4 e esta placa é utilizada para projectos e aplicações que requerem temperaturas elevadas. FR4 refere-se à categoria de material de vidro epoxídico. Tg é uma abreviatura para temperatura de transição vítrea. Este tipo de PCB FR-4 é considerado a melhor opção para a soldadura sem chumbo e para assegurar a placa a condições de temperatura variáveis. As suas aplicações comuns são dispositivos de sistemas de comunicação e em veículos automóveis. 

FR4 sem halogéneo

O termo sem halogéneo significa que o substrato não utiliza os elementos da tabela periódica bromo, iodo e cloro. Embora os materiais retardadores de chama contendo halogéneo produzam uma grande quantidade de gás tóxico que é prejudicial para o corpo humano após a combustão, muitos fabricantes ainda os utilizam em equipamento electrónico devido à sua boa retardância de chama. A fim de evitar que os elementos halogenados causem danos ao ser humano e à natureza, a FS Tech utiliza fósforo e azoto fosforoso em vez de elementos halogenados. Estes materiais têm também boas características para a soldadura sem chumbo. As temperaturas de transição do vidro deste substrato são de cerca de 150C e a temperatura de decomposição é de 330C. O substrato livre de halogéneo é utilizado para dispositivos que criaram fumo perigoso quando se queima, tais como instrumentos técnicos. É normalmente utilizado em sistemas de comunicação móvel e projectos relacionados.  

Características do PCB FR4

FR4 Propriedades dos materiais PCB

A temperatura do PCB FR4

Como todos sabemos, o valor do TG é um indicador para medir a resistência térmica da placa PCB. Valores de TG mais elevados representam classificações de temperatura mais elevadas e vice-versa. A placa de circuito impresso FR4 é criada através da utilização de numerosas camadas de fibra de vidro reforçada com laminado epoxídico. A temperatura máxima de funcionamento da placa de circuito impresso FR4 é de 130 graus, o que redefine a classificação da temperatura do PCB. Se pensa que enquanto a temperatura for inferior a 130C as suas características não mudarão, então está enganado. De facto, mesmo que a sua temperatura não esteja à altura do valor nominal, as características físicas da placa continuarão a mudar. Isto porque há demasiados tipos de componentes electrónicos na placa PCBA, e não se pode ter em conta a temperatura nominal de todos os componentes, pelo que a FS Technology recomenda que não exceda 100C, mesmo que utilize material FR-4 com uma classificação de temperatura elevada. Uma vez que as propriedades eléctricas e mecânicas das placas de circuito serão afectadas pela alta temperatura e TG, as placas FR-4 PCBA são amplamente utilizadas na indústria. Por conseguinte, a FS Technologies recomenda que se considere sempre os valores de temperatura ao aplicar FR4 em qualquer circuito.

FR4 Espessura do PCB

A espessura para Fr-4 PCb é de cerca de 0,2-3,2 mm.

Condutividade térmica do PCB FR4

Os materiais FR4 são considerados maus condutores térmicos. A condutividade térmica do FR4 é de 0,3W/(m-K), a condutividade térmica do cobre é de 385C/(m-K)e o alcance geral é de 10~45W/(m-K). O coeficiente térmico dos materiais metálicos é o mais elevado.

Alguns factores afectam a condutividade térmica do PCB FR4

  • Vias
  • Vestígios de cobre em PCB
  • Camadas interiores
 

Os vias são buracos criados na superfície do PCB que ajudam a dissipar o calor. O princípio é espalhar o calor através dos componentes para a superfície de todo o PCB perfurando orifícios na placa nua, e depois transferir o calor para o ambiente externo através de convecção e transferência de radiação. A FS Tech acredita que esta é uma forma de tratar os sintomas, mas não a causa raiz. Se apenas as vias forem utilizadas como medida de dissipação de calor, um pequeno número de vias não pode realmente resolver o problema, mas quando o número de vias atingir um determinado valor, o benefício será grandemente reduzido. Porque o calor não desaparece do ar rarefeito, mas recolhe-se na posição da via, o que provocará um aquecimento desigual de toda a placa de circuito.

Os vestígios também ajudam a uma boa condutividade térmica. Se os vestígios vierem em ligação completa, então o calor pode dissipar-se facilmente. Para o calor elevado, os vestígios de dissipação devem ser completados.

As camadas interiores também ajudam a dissipar o calor do tabuleiro. Se as camadas forem de maior condutividade térmica, a sua condutividade será reduzida.

FR4 Densidade PCB

O valor da densidade da placa de circuito impresso FR4 é de 1.850 g/cm3

O material FR4 tem baixa higroscopicidade

O material FR4 vem com características para absorver menos quantidade de água. a sua taxa de absorção de água é de cerca de 0,10% que é muito menos SO utilizado para aplicações marinhas.

O material FR4 pode resistir à radiação

As placas FR4 são principalmente utilizadas em sistemas de comunicações. Vem com características de resistência à radiação térmica. Assim utilizado para aplicações onde a radiação elevada é eliminada

FR4 Propriedades mecânicas do PCB

  • Estes painéis de alto valor para a resistência ao impacto
  • Os factores de dissipação de FR4 são menos eficazes em placas
  • Estas placas têm uma estrutura estável que pode suportar vibrações e choques
  • Vem com características de menor caudal de frio
  • Estas placas têm um alto valor de resistência à tracção
  • Tem a capacidade de resistir à radiação que pode danificar as placas
  • A sua resistência dieléctrica é maior do que a utilizada para uma boa condutividade
  • A temperatura de transição do vidro é de cerca de (150Tg ou 170Tg)

Comparação do fr4 PCB com outros tipos

Vantagens do FR-4

Os materiais FR incluem folha FR1, FR2, FR3, e FR4 PCB. Este artigo faz apenas uma simples comparação.

  • Utilizar material de resina epóxi reforçada com fibra de vidro diferente de outras placas de circuito. É menos caro do que os adesivos epoxídicos FR3 e as resinas fenólicas FR2.
  • FR 4 pode fabricar quadros de uma camada, quadros de dupla camada e quadros de várias camadas. Os FR1, FR2 e FR3 não estão disponíveis para o fabrico de painéis multicamadas
  • Resistência a altas temperaturas, pode trabalhar em circuitos acima de 130 graus Celsius
  • FR1, FR2 e FR3 não estão disponíveis para o fabrico de painéis multicamadas

Rogers VS fr4

  • Rogers é melhor do que FR4 em termos de capacidades de gestão de temperatura
  • Em termos de sinal, FR4 é mais propenso à perda de sinal do que Roger
  • Os materiais FR têm maiores valores de factor de dissipação.
  • No caso da gestão da impedância, a constante dieléctrica do roger é diferente
  • Fr4 é mais barato que Roger
  • FR4 tem um valor constante dieléctrica menor do que Rogers PCB

PCB de alumínio VS FR4

  • PCB de alumínio tem melhor coeficiente de dissipação de calor do que FR4
  • Os PCB de alumínio são escolhidos ao criar placas de maiores dimensões devido à sua boa resistência mecânica e à capacidade de lidar com mais componentes PCB
  • O alumínio tem propriedades que protegem os componentes dos circuitos contra a radiação electromagnética
  • O alumínio é utilizado para LEDs e o FR4 é utilizado para HDIs

PCB cerâmico VS FR4

  • A condutividade térmica do FR-4 é menor do que a da cerâmica. Óxido de alumínio, nitreto de alumínio, ou PCB cerâmicos de carboneto de silício, todos têm uma condutividade térmica mais elevada do que o FR-4
  • Os PCB FR4 não dissipam facilmente o calor, pelo que estes necessitam de vias, camadas metálicas e elementos de refrigeração para mover o calor enquanto estes não são utilizados para cerâmica

Como desenhar o PCB FR4

Os passos envolvidos na criação da placa de PCB FR4 são explicados abaixo

  • Corte de materiais
  • Revestimento por película seca
  • Inspecção AOI efectuada
  • Isolamento
  • Inspecção XRAY
  • Furação no quadro
  • Galvanoplastia
  • Etching
  • Aplicações em serigrafia
  • Fabrico de placas
  • Acabamentos superficiais
  • Processo de moagem
  • Testes eléctricos para encontrar a falha
  • Teste de controlo de qualidade
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