FR4 Leiterplattenmaterial

Die meisten Leiterplatten werden mit FR4 als Basismaterial hergestellt. Obwohl diese Wahl möglicherweise nicht zu einer Katastrophe führt, kann es sein, dass Ihr Design viel weniger als für seine beabsichtigte Funktion optimiert ist. Werfen wir einen Blick auf Standard FR4, zusammen mit Alternative.

Was ist FR4?

FR4 ist die gebräuchlichste Materialsorte, die hergestellte Leiterplatten umfasst. "FR" zeigt an, dass das Material schwer entflammbar ist, und die "4" steht für gewebtes glasverstärktes Epoxidharz. Ein- oder doppelseitige Leiterplattenstrukturen bestehen aus einem FR4-Kern und oberen und unteren Kupferschichten. Mehrschichtige Platten haben zusätzliche Prepreg-Schichten zwischen dem mittleren Kern und den oberen und unteren Kupferschichten. Nun besteht der Kern aus einem Substrat mit Kupferabdeckung, auch kupferbeschichtetes Laminat genannt. Der Kern, das Laminat und das Prepreg können alle FR4 mit den Kupferblechen zwischen den Signal- und Erdungsschichten sein.
Die Eigenschaften von FR4 können je nach Hersteller leicht variieren; Es hat jedoch im Allgemeinen günstige Festigkeits- und Wasserbeständigkeitsmerkmale, die seine weit verbreitete Verwendung als Isolator für viele elektrische Anwendungen unterstützen. Es dient dem gleichen Zweck in Leiterplatten, nämlich benachbarte Kupferebenen zu isolieren und die Gesamtbiege- und Biegefestigkeit für die Struktur bereitzustellen. FR4 ist ein gutes Allzweckmaterial für die Leiterplattenherstellung; es stehen jedoch alternative Materialien zur Verfügung.

Alternative Leiterplattenmaterialien

Vor der Explosion von Mehrschicht-Leiterplatten gab es viele alternative Platinenmaterialien zu FR4. Dazu gehörten FR2, CEM 1 und CEM 3, die papierbasiert waren. Die Stärke von FR4, insbesondere für Mehrschichtplatinen, war jedoch ein wichtiger Faktor, um es von Alternativen zu trennen, um zum Industriestandard zu werden. Heute gibt es neben FR4 weitere Materialien, die für einseitige, doppelseitige, nicht plattierte Durchgangsloch- (NPTH) und mehrschichtige Leiterplatten verwendet werden. Diese werden in der folgenden Tabelle verglichen:

 

FR4 IM VERGLEICH ZU ALTERNATIVEN ALLZWECK-LEITERPLATTENMATERIALIEN

Eigenschaften

FR4

FR5

(Hoher Tg FR4)

Teflon

Polyimid

Glas

Übergang

Temperatur

-Tg

(°C)

135

150 - 210

160

> 250

Dielektrizitätskonstante

-dk

4.2 - 4.8

4.5 - 5.4

2.5 - 2.8

3.8

Längsbiegefestigkeit (N/mm)

600

600

600

110

Querbiegefestigkeit (N/mm)

450

490

490

100

Kupferhaftigkeit (N / mm)

2.0

> 1.4

> 1.4

1.2

Die obigen Ergebnisse zeigen deutlich, dass FR4 ein gutes Allzweckmaterial ist, da seine Parameter meist mit den anderen Alternativen vergleichbar sind. Es zeichnet sich durch strukturelle Integrität mit einer Kupferhaftung von 2,0 N/mm aus und entspricht den Alternativen in der Biegefestigkeit. Im Vergleich zu den Alternativen hat FR4 jedoch ein niedriges Tg. Dies bedeutet, dass das Material verformt oder zerschmäß werden kann, wenn es übermäßigen Temperaturen ausgesetzt ist, insbesondere im Laufe der Zeit.
FR4 ist zu Recht das am häufigsten verwendete Material im Leiterplattenbau. Boards aus FR4 sind stark, wasserabweisend und bieten eine gute Isolierung zwischen Kupferschichten, die Interferenzen minimiert und eine gute Signalintegrität unterstützt.
Bei Sunthone, dem Branchenführer in der schnellen, hochwertigen Leiterplattenprototypen- und Kleinserienfertigung, sind wir in der Lage, Ihre Anforderungen an Kartonmaterial in jedem Fall zu erfüllen. Willkommen, um uns für Fragen oder Anfragen zu kontaktieren.