Tippek a félig rugalmas FR4 nyomtatott áramköri lapokról

Az FR4 lángálló anyag

Az FR4-ből készült nyomtatott áramköri lapok rendkívül tartósak. Azonban ezeknek a lapoknak az ára magasabb, mint a más anyagokból készülteké. Ezenkívül ezek a lapok könnyen leválnak, és forrasztáskor rossz szagot árasztanak. Ez teszi őket alkalmatlanná a csúcskategóriás fogyasztói elektronikához.

Az FR4 egy olyan kompozit anyag, amely kiváló mechanikai, elektromos és lángmentesítő tulajdonságokkal rendelkezik. A sárgától a világoszöldig terjedő színű anyag, amely ellenáll a magas hőmérsékletnek. Üvegszálas rétegből készül, amely az anyag szerkezeti stabilitását adja. Az anyag egy epoxigyanta-réteggel is rendelkezik, amely biztosítja tűzgátló tulajdonságait.

Az FR4 PCB-k különböző vastagsággal gyárthatók. Az anyag vastagsága befolyásolja a lap súlyát és az alkatrészek kompatibilitását. A vékony FR4 anyag segíthet abban, hogy a lap könnyebb legyen, ami vonzóbbá teszi azt a fogyasztók számára. Ez az anyag emellett könnyen szállítható és kiváló hőmérséklet-ellenállással rendelkezik. Nem ajánlott azonban magas hőmérsékletű környezetben, például a repülőgépiparban használni.

Kiváló termikus, mechanikai és elektromos tulajdonságokkal rendelkezik.

Az FR-4 egy gyakori nyomtatott áramköri lap szubsztrát, amely epoxi- vagy hibridgyantával impregnált üvegszövetből készül. Széles körben használják számítógépekben és szerverekben, és jól ismert kiváló termikus, mechanikai és elektromos tulajdonságairól. Ellenáll a magas hőmérsékleteknek, ami ideális választássá teszi az érzékeny elektronikához.

Az FR4 félrugalmas nyomtatott áramköri lapok azonban kihívást jelentenek a mélységszabályozó marás során. Ahhoz, hogy jó eredményeket érjünk el ezzel az anyagtípussal, a lap maradék vastagságának egyenletesnek kell lennie. A felhasznált gyanta és prepreg mennyiségét is figyelembe kell venni. A marási tűrést megfelelően kell beállítani.

A kiváló termikus, mechanikai és elektromos tulajdonságok mellett az FR4 könnyű és olcsó. Vékonysága jelentős előny az FR1 nyomtatott áramköri lapokkal szemben. Meg kell azonban jegyezni, hogy ennek az anyagnak alacsonyabb az üvegesedési átmeneti hőmérséklete, mint az FR1-nek vagy az XPC-nek. Az FR4 nyomtatott áramköri lapok nyolc réteg üvegszálas anyagból készülnek. Ezek a lapok 120 C és 130 C közötti hőmérsékletet bírnak el.

Nagy jelveszteséggel rendelkezik a nagyfrekvenciás laminátumhoz képest.

Bár az FR4 alacsony ára és viszonylagos mechanikai és elektromos stabilitása miatt számos elektronikai alkalmazáshoz vonzó választás, nem minden alkalmazáshoz alkalmas. Azokban az esetekben, ahol nagyfrekvenciás jelekre van szükség, egy nagyfrekvenciás laminátum a jobb választás.

A laminált anyag dielektromos állandója kritikus szerepet játszik a legjobb NYÁK meghatározásában. Minél nagyobb a dielektromos állandó, annál kisebb a jelveszteség a lapon. Ez a dielektromos állandó a lap elektromos energiát tároló képességének mérőszáma.

Ha összehasonlítjuk egy nyomtatott áramköri lap és egy nagyfrekvenciás laminátum jelveszteségét, láthatjuk, hogy az előbbinek nagyobb a dielektromos állandója. Más szóval a Semi-Flex FR4 anyagnak nagyobb a dielektromos állandója, mint az utóbbinak. A nagy dielektromos állandó kívánatos a nagy sebességű alkalmazásoknál, mert megakadályozza a jelveszteséget.

Nem az FR-4 volt az első NYÁK-anyag, amelyet az elektronikában használtak. Ezt megelőzte az FR-2 lap, amely préselt fenol-pamutpapírból készült. Ez az anyag hídként szolgált a diszkrét vezetékes, kézzel forrasztott áramkörök és az FR-4 között. Néhány Magnavox-reklám azt hirdette, hogy a televíziókészülékek "kézzel forrasztottak". Az FR-2 lapok gyakran féloldalasak voltak, de a tervezők a problémát a felső oldalra helyezett jumperek és nulla ohmos ellenállások használatával tudták megoldani.

Alacsony költséggel gyártható

A félig hajlékony NYÁK rugalmasak, és ideálisak olyan alkalmazásokhoz, ahol a helyigényt figyelembe kell venni. Bár ezek a NYÁK drágábbak, mint a hagyományos FR4 lapok, az általuk biztosított rugalmasság miatt ideálisak számos orvosi alkalmazáshoz. Emellett az általuk biztosított rugalmasság jobban alkalmas a hajlított áramköri lapokból eredő dinamikus igénybevétel kezelésére.

A félig rugalmas NYÁK-ok olyan anyagokból készülnek, amelyeket jellemzően tekercsben gyártanak. Ezeket az anyagokat aztán a termék végső méretének megfelelően vágják le. Például egy tekercs rézfóliát a kívánt alakra vágnak, amelyhez mechanikus fúrásra van szükség az átmenő furatok kialakításához. Különböző lyukátmérőket használnak, amelyek az ügyfél igényei szerint változnak.

Ennek az anyagnak a hajlítási tulajdonságai azonban problémákat okozhatnak. Az FR4 például nem alkalmas nagyon magas hőmérsékleten történő hajlításra, mivel hajlamos a vetemedésre. Az ilyen problémák elkerülése érdekében biztosítani kell, hogy az anyagok maratás vagy öntés előtt rugalmas anyagból készüljenek.