Blogue PCB - Feuille d'aluminium fr - 4 vs

Le matériau de la carte de circuit fr4 est un matériau composite de fibre de verre et de résine époxy, également connu sous le nom de résine époxy imprégnée de tissu de fibre de verre. Typiquement, la fibre de verre est dans un rapport de 1: 2 à la résine époxy. Ses avantages comprennent une bonne résistance à la chaleur, des propriétés d'isolation électrique stables et une résistance mécanique élevée, ce qui le rend largement utilisé dans divers appareils électroniques. Le cte (coefficient de dilatation thermique) est la mesure dans laquelle un matériau se dilate en réponse à un changement de température et est généralement exprimé en ppm / °C (Parties par millier / degré Celsius). Le fr - 4 a une valeur Cte d'environ 15 à 19 PPM / °C et convient à la plupart des besoins d'emballage organique. Le cte du fr - 4 a fait l'objet d'un examen plus rigoureux à mesure que la demande de l'industrie pour les boîtiers à faible cte augmentait.

Le cte est essentiel à la performance des PCB, en particulier lorsqu'ils subissent des cycles thermiques, car la désadaptation du cte entre différents matériaux provoque des contraintes qui peuvent entraîner des défaillances mécaniques. Plus précisément, lorsque le fr - 4 est combiné avec d'autres matériaux tels que le cuivre, les variations de température peuvent provoquer des fissures ou des écaillages de l'interface en raison des taux de dilatation différents de chaque matériau. Pour assurer la fiabilité de la conception, il est nécessaire de tenir compte avec précision des cte horizontaux et verticaux (ctex, ctey, ctez) du matériau fr - 4.

Le processus de fabrication de la carte de circuit fr4 peut se résumer aux étapes suivantes:

1. Préparation de tissu de fibre de verre: la fibre de verre est liée par un métier à tisser pour former un tissu de fibre de verre.

2. Traitement brut: Mettez le tissu de fibre de verre préparé dans le grand moule, ajoutez la résine époxy, solidifiez et formez avec la technologie de pressage à chaud.

3. Traitement de précision: le tissu de fibre de verre prétraité est percé, cuivré et traité d'inspection pour produire une variété de spécifications et de modèles de cartes de circuit imprimé fr4.

Le fr - 4 est un substrat couramment utilisé pour les circuits imprimés (PCB) et son coefficient de dilatation thermique (CTE) est important dans plusieurs applications de l'industrie électronique.

1. Gestion thermique et stabilité dimensionnelle

Le cte du matériau fr - 4 est généralement compris entre 50 et 70x10 ^ - 6 / °C, ce qui représente sa stabilité dimensionnelle lors des variations de température. Lorsque l'électronique fonctionne, la production de chaleur provoque l'expansion ou la contraction du matériau, et un cte trop élevé peut entraîner une déformation de la carte, ce qui affecte la fiabilité. Les concepteurs doivent tenir compte de l'impact du cte pour assurer le bon fonctionnement de la carte dans diverses conditions de fonctionnement.

2. Fiabilité de soudage

Pendant le processus de soudage, la carte subit un cycle thermique rapide et une montée et une chute soudaines de la température peuvent entraîner un mauvais contact de la soudure et un échec ultérieur de la connexion. Choisir le bon matériau cte peut réduire les contraintes thermiques et assurer la résistance et la fiabilité des points de soudure. Ceci est particulièrement important pour l'assemblage à haute densité et la miniaturisation de l'électronique.

3. L'importance de l'application aux circuits à haute fréquence

Les circuits haute fréquence ont des exigences strictes sur les propriétés diélectriques et les propriétés de dilatation thermique des matériaux. Fr - 4 dans les applications à haute fréquence, si le matériau est mal choisi, il peut entraîner des retards et des distorsions du signal. Un cte approprié permet à la carte de maintenir une bonne intégrité du signal à la fréquence de fonctionnement et est l'un des facteurs clés dans la conception de circuits haute fréquence.

4. Considérations de coût - efficacité

Le fr - 4 est une option moins coûteuse et relativement stable par rapport à d'autres matériaux tels que la céramique, le PTFE, etc. D'un point de vue coût - efficacité, le fr - 4 offre un haut niveau d'économie en production tout en répondant aux exigences essentielles du cte. Cet avantage coût / performance fait du fr - 4 un matériau dominant dans plusieurs domaines, en particulier dans l'électronique grand public.

La plaque d'aluminium est une plaque de cuivre revêtue à base de métal avec une bonne fonction de dissipation thermique. Typiquement, un seul panneau est constitué d'une structure à trois couches, à savoir une couche de circuit (feuille de cuivre), une couche isolante et un substrat métallique. Certains modèles utilisés haut de gamme sont également des panneaux à double face, avec une structure de couche de circuit, une couche isolante, une base en aluminium, une couche isolante et une couche de circuit. Peu d'applications sont des panneaux multicouches, qui peuvent être fabriqués en collant des panneaux multicouches ordinaires avec une couche isolante et une feuille d'aluminium.

Différence entre fr - 4 et feuille d'aluminium

1. Performance

La comparaison des fils (fils de cuivre) et des courants fusibles sur différents matériaux de substrat, de la comparaison de la plaque d'aluminium et de la plaque fr - 4, la conductivité électrique est considérablement améliorée en raison de la dissipation thermique élevée du substrat métallique, montrant d'un autre point de vue les propriétés de dissipation thermique élevée de la plaque d'aluminium. La dissipation thermique d'un substrat en aluminium est liée à l'épaisseur de sa couche isolante et à sa conductivité thermique. Plus la couche isolante est mince, plus la conductivité thermique de la feuille d'aluminium est élevée (mais moins elle résiste à la pression).

2. Usinabilité

Les plaques d'aluminium ont une résistance mécanique et une ténacité élevées, meilleures que les plaques fr - 4. Pour ce faire, il est possible de faire des plaques d'impression de grande surface sur des plaques d'aluminium sur lesquelles de grands composants peuvent être installés.

3. Performance de blindage électromagnétique

Pour garantir les performances d'un circuit électrique, certains composants de l'électronique doivent être protégés contre le rayonnement et les interférences des ondes électromagnétiques. La plaque d'aluminium peut servir de plaque de blindage pour protéger les ondes électromagnétiques.

4. Coefficient de dilatation thermique

En raison de la dilatation thermique du fr - 4 en général et de l'épaisseur de la tôle en particulier, la qualité des trous métallisés et du fil peut être affectée. La raison principale est que le coefficient de dilatation thermique du cuivre dans la matière première est de 17 * 106 cm / CM - C dans l'épaisseur, le taux de dilatation thermique de la plaque fr - 4 est de 110 * 106 cm / CM - C, la différence est significative, il est facile de chauffer la dilatation du substrat, le changement de fil de cuivre, et les dommages causés à la fiabilité du produit par la rupture des trous métalliques. Le coefficient de dilatation thermique de la plaque d'aluminium est de 50 × 106 cm / CM - C, ce qui est inférieur à la plaque fr - 4 ordinaire et proche du taux de dilatation thermique de la Feuille de cuivre.

5. Domaines d'application

La carte fr - 4 convient à la conception générale de circuits et aux produits électroniques courants. Les plaques d'aluminium sont généralement utilisées dans les produits électroniques nécessitant une dissipation thermique élevée, tels que les panneaux lumineux LED.

Fr4 est une feuille de résine époxy renforcée de fibre de verre, l'une des plaques les plus couramment utilisées dans la fabrication de PCB. Il a une excellente résistance mécanique, une résistance à la chaleur et des propriétés électriques qui peuvent fonctionner à haute température et à haute fréquence. La plaque fr4 a un faible coefficient de dilatation thermique, une bonne stabilité et convient à la fabrication de produits électroniques de haute précision.

Une feuille d'aluminium est un substrat métallique composé d'une feuille d'aluminium, d'une couche isolante et d'une feuille de cuivre. Il a d'excellentes propriétés de conductivité thermique et de dissipation de chaleur et convient à la fabrication de produits électroniques de haute puissance. La performance de dissipation thermique de la plaque d'aluminium est supérieure à celle de la plaque fr4 et convient donc à la fabrication de lampes LED haute puissance, de convertisseurs de fréquence haute puissance et d'autres produits électroniques.

La diversité des cartes PCB offre plus d'options pour la fabrication de produits électroniques. Lors du choix d'une carte, il est nécessaire de tenir compte de facteurs tels que les exigences de performance, l'environnement de travail et le coût des produits électroniques. Le fr4 a des avantages et des inconvénients avec la feuille d'aluminium et doit être choisi en fonction de la situation réelle.