PCB-Neuigkeiten - Eigenschaften und Dichte fr4?

Fast alle heute verwendeten elektronischen Geräte sind mit Leiterplatten eingebettet. Der Beitrag von Leiterplatten zur Leistung und Funktion elektronischer Produkte ist sehr wichtig. Daher müssen sie einwandfrei sein. Als Teil der Leiterplatte müssen Materialien sorgfältig auf verschiedenen Faktoren basieren. Wählen Sie das Material, das zur Herstellung der Leiterplatte verwendet wird. Unter ihnen hat FR4-Material große Anziehungskraft in der PCB-Verarbeitung gewonnen und ist das beliebteste Material, das zur Herstellung von Leiterplatten verwendet wird. In FR4 steht FR für flammhemmend, und die Zahl 4 repräsentiert den Grad, der das Material von anderen Materialien unterscheidet. FR4 ist ein dünnes gewebtes Glasfaser-verstärktes Epoxidharz-Laminat für die PCB-Verarbeitung. Was macht FR4 in der PCB-Verarbeitung so beliebt, und was sind die vorteilhaften Eigenschaften von FR4-Materialien?

1.Good elektrische Leistung

Die elektrischen Eigenschaften von Leiterplattenmaterialien spielen eine Schlüsselrolle bei Signalintegrität und Impedanz Überlegungen, da sie für die Geschwindigkeit elektrischer Signale wichtig sind, die sich durch das Material ausbreiten. FR4-Material hat eine hohe dielektrische Festigkeit, die zu seinen elektrischen Isolationseigenschaften beiträgt. Je nach Glasfaserwebverfahren, Harz und Dicke variiert die dielektrische Konstante (Dk) von FR4 im Bereich von 3.8-4.8 MHz.

2.Nicht brennbar

Flammschutzmittel eignen sich für verschiedene Fertigungsprozesse und können vorhersehbare Ergebnisse liefern. FR4-Material verfügt über hervorragende thermische, elektrische und mechanische Eigenschaften, was es zur ersten Wahl für viele elektronische Anwendungen macht.

3.Hygroskopizität

Dies ist eine der wichtigsten Eigenschaften von FR4 Material. Beim Eintauchen in Wasser hat das Material eine niedrige Feuchtigkeitsaufnahme von 0.10%. Darüber hinaus hat FR4-Material eine hohe Temperaturbeständigkeit, zusätzlich zur starken Feuchtigkeitsbeständigkeit, kann es auch einem breiten Temperaturbereich standhalten.

4.Wirtschaftlichkeit

FR4 Material ist ein häufig verwendetes Leiterplattensubstrat. Neben stabilen physikalischen und chemischen Eigenschaften hat es auch relativ niedrige Kosteneigenschaften. Dies kommt einigen Leiterplattenherstellern und Designern zugute, die sich Sorgen um die Kosten machen.

Materialdichte 5.Fr4:

FR-4 Substrate sind Epoxidharzsysteme, so dass der Tg-Wert seit langem der häufigste Indikator war, der verwendet wird, um FR-4 Substratqualitäten zu klassifizieren, und ist einer der primären Leistungsindikatoren in der IPC-4101 Spezifikation.

6.Glasübergangstemperatur Tg

Der Tg-Wert eines Harzsystems bezieht sich auf den Temperaturübergangspunkt, an dem das Material von einem relativ starren oder "glasigen" Zustand in einen verformbaren oder erweichten Zustand wechselt. Diese thermodynamische Veränderung ist immer reversibel, solange sich das Harz nicht zersetzt. Das heißt, wenn ein Material von Raumtemperatur auf eine Temperatur über dem Tg-Wert erwärmt und dann unter dem Tg-Wert abgekühlt wird, kann es wieder in einen starren Zustand mit den gleichen Eigenschaften wie zuvor umgewandelt werden. Wird ein Material jedoch auf eine deutlich höhere Temperatur als sein Tg-Wert erhitzt, kann es zu einer irreversiblen Phasenänderung kommen. Die durch solche Temperaturen verursachten Auswirkungen hängen stark von der Materialart und der thermischen Zersetzung des Harzes ab.

Im Allgemeinen bedeutet eine höhere Tg des Basismaterials eine höhere Zuverlässigkeit des Materials. Wenn der Stil einen bleifreien Lötverfahren verwendet, muss auch die thermische Zersetzungstemperatur (Td) des Basismaterials berücksichtigt werden.

Weitere wichtige Leistungsindikatoren umfassen Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE), Wasseraufnahme, Materialhaftungseigenschaften und häufig verwendete Delaminationszeittests wie T260 und T288.

Die Dichte von FR4-Materialien reicht normalerweise von 1,9 bis 2,2 g/cm3, abhängig von Marke, Dicke und Herstellungsprozess. Dickere FR4-Platten haben typischerweise eine höhere Dichte, da sie mehr Material in ihrer Struktur enthalten.

Die Dichte von FR4 hat einen direkten Einfluss auf die Wärmeleitfähigkeit und mechanische Festigkeit der Platine. Höhere Dichte bedeutet in der Regel eine bessere thermische Stabilität, was besonders bei elektronischen Komponenten mit hoher Leistungsdichte wichtig ist. Eine zu hohe Dichte kann jedoch auch das Gewicht des Boards erhöhen, was die Notwendigkeit für leichte Designs gefährdet.

FR4-Materialien mit geringer Dichte weisen typischerweise Dichten im Bereich von 1,6 bis 1,7 g/cm3 auf, wodurch sie für gewichtsempfindliche Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt und tragbare Geräte geeignet sind. Materialien mit geringer Dichte reduzieren nicht nur das Gewicht der Gesamtstruktur, sondern behalten auch gute elektrische Eigenschaften bis zu einem gewissen Grad.

Einfluss der FR4-Materialdichte auf die Lebensdauer des Borddesigns

1.Material Dichte und thermisches Management

Die Dichte von FR4-Materialien beeinflusst direkt deren Wärmeleitfähigkeit. Materialien mit höherer Dichte haben tendenziell eine bessere thermische Stabilität, was bedeutet, dass die Leistung der Platine für einen längeren Zeitraum in Hochtemperaturbetriebsumgebungen aufrechterhalten wird, wodurch die mechanischen Belastungen, die durch thermische Ausdehnung verursacht werden, reduziert und somit die Lebensdauer des Designs verlängert wird. Im Gegenteil, niedrige Dichte FR4 Materialien können zu Überhitzung und erhöhter thermischer Belastung führen, was wiederum die Lebensdauer der Platte verkürzt.

2.Material Festigkeit und mechanische Schlagfestigkeit

Die Dichte von FR4 hängt von seiner mechanischen Festigkeit und Steifigkeit ab. Höhere Dichte FR4-Materialien haben typischerweise eine höhere Beständigkeit gegen mechanische Stöße, was besonders wichtig ist in Anwendungen, bei denen die Platine häufigen Vibrationen oder Stößen ausgesetzt ist. Wenn das Material nicht stark genug ist, ist es wahrscheinlicher, dass die Platte reißt oder bricht, was die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt und somit die Lebensdauer negativ beeinflusst.

3.Electrical Eigenschaften und Leistungsstabilität

Die Dichte von FR4 beeinflusst auch elektrische Eigenschaften wie dielektrische Festigkeit und Isolierung. FR4 mit höherer Dichte bietet typischerweise eine überlegene elektrische Isolation, die besonders wichtig für Hochfrequenzanwendungen und Hochspannungsumgebungen ist. Unter diesen Bedingungen können Materialien mit geringerer Dichte einen Ausfall oder Stromleck verursachen, was die Gesamtleistung und Sicherheit des Schaltkreises beeinträchtigt.

4.Cost und Materialauswahl

Höhere Dichte FR4 Materialien sind in der Regel auch relativ teuer, aber die Wahl eines Materials mit höherer Dichte kann die wirtschaftlich sinnvollere Entscheidung sein, wenn es um die langfristige Stabilität der Platte geht. Eine kurzfristige Reduzierung der Materialkosten kann langfristig zu erhöhten Ausfall- und Wartungskosten führen, die teurer wären, als es sich lohnt.

Wichtige Richtlinien für die Auswahl von FR4-Materialien in der Leiterplattenbearbeitung? FR4 Materialdicke spielt eine Schlüsselrolle in der PCB-Verarbeitung. Neben der Materialdicke gibt es mehrere wichtige Indikatoren, die bei der Auswahl von FR4-Materialien für die Leiterplattenbearbeitung zu berücksichtigen sind. Wenn die Betriebstemperatur 150°C überschreitet, ist es immer eine gute Angewohnheit, Hochleistungs-FR4-Laminate zu wählen. Wie bereits erwähnt, bieten diese Materialien eine bessere Hitzebeständigkeit und niedrige Ausdehnungsraten bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Herstellbarkeit. Betrachten Sie dünne FR4-Materialien mit Platzbeschränkungen, um die Leiterplatte funktional zuverlässig zu machen. Diese leichten Materialien unterstützen Präzisionskomponenten, um USB-Anschlüsse, Bluetooth-Zubehör und andere Geräte herzustellen.

Dünne FR4-Materialien werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen der Platz immer begrenzt ist. Diese Materialien sind für ihre bessere Flexibilität bekannt, so dass sie verwendet werden, um komplexe und dünne Leiterplatten zu bauen, die in der Medizin- und Automobilindustrie verwendet werden. Wählen Sie ein Material mit gleichmäßiger Dielektrizitätskonstante bei verschiedenen Frequenzen. FR4 eignet sich dafür. Vermeiden Sie die Verwendung anderer dünner Leiterplattenmaterialien mit Nuten, da dies ein hohes Risiko des Bruchs oder der Beschädigung der Leiterplatte verursachen kann. Aufgrund der gleichen Anforderungen wird FR4 in verschiedenen Spezifikationen und Konfigurationen hergestellt und verfügbar. Ihre vorteilhaften physikalischen und chemischen Eigenschaften haben ihre Popularität gefördert. Wenn Sie vorhaben, FR4 in zukünftigen elektronischen Anwendungen in Betracht zu ziehen, ist es immer eine gute Praxis, Branchenteilnehmer zu konsultieren, die technische Hilfe einschließlich Materialauswahl leisten können.