Tips att veta om halvflexibla FR4-printade kretskort

FR4 är ett flamskyddat material

Kretskort tillverkade av FR4 är extremt hållbara. Kostnaden för dessa kort är dock högre än för kort tillverkade av andra material. Dessutom tenderar dessa kort att lätt delaminera och de avger en dålig lukt vid lödning. Detta gör dem olämpliga för avancerad konsumentelektronik.

FR4 är ett kompositmaterial som har utmärkta mekaniska, elektriska och flamskyddande egenskaper. Det är ett gult till ljusgrönt material som tål höga temperaturer. Det är tillverkat av ett glasfiberskikt som ger materialet dess strukturella stabilitet. Materialet har också ett epoxihartsskikt som ger det dess brandhämmande egenskaper.

FR4 PCB kan tillverkas med varierande tjocklek. Materialets tjocklek påverkar kortets vikt och dess komponentkompatibilitet. Ett tunt FR4-material kan bidra till att göra ett kort lättare, vilket gör det mer tilltalande för konsumenterna. Materialet är också lätt att transportera och har en utmärkt temperaturbeständighet. Det är dock inte lämpligt att använda i miljöer med höga temperaturer, t.ex. inom flyg- och rymdindustrin.

Den har utmärkta termiska, mekaniska och elektriska egenskaper

FR-4 är ett vanligt kretskortsubstrat tillverkat av glasfiberduk impregnerad med epoxi eller hybridharts. Det används ofta i datorer och servrar och är välkänt för sina utmärkta termiska, mekaniska och elektriska egenskaper. Det tål höga temperaturer, vilket gör det till ett perfekt val för känslig elektronik.

FR4 semi-flex PCB innebär dock vissa utmaningar när det gäller djupstyrande fräsning. För att uppnå bra resultat med denna typ av material måste kortets återstående tjocklek vara enhetlig. Mängden harts och prepreg som används måste också beaktas. Frästoleransen bör ställas in på lämpligt sätt.

Förutom de utmärkta termiska, mekaniska och elektriska egenskaperna är FR4 lätt och billigt. Dess tunnhet är en stor fördel jämfört med FR1-kretskort. Det bör dock noteras att detta material har en lägre glasomvandlingstemperatur än FR1 eller XPC. FR4-kretskort är tillverkade av åtta lager glasfibermaterial. Dessa kort tål temperaturer mellan 120 grader C och 130 grader C.

Den har en hög signalförlust jämfört med ett högfrekvent laminat

Den låga kostnaden och den relativa mekaniska och elektriska stabiliteten gör FR4 till ett attraktivt val för många elektroniska tillämpningar, men det är inte lämpligt för alla tillämpningar. I de fall där högfrekventa signaler krävs är ett högfrekvenslaminat ett bättre val.

Laminatmaterialets dielektricitetskonstant spelar en avgörande roll för vilket mönsterkort som passar bäst. Ju högre dielektricitetskonstant, desto mindre signalförlust kommer kortet att uppleva. Dielektricitetskonstanten är ett mått på kretskortets förmåga att lagra elektrisk energi.

När man jämför signalförlusten hos ett kretskort med ett högfrekvenslaminat kan man se att det förra har en högre dielektricitetskonstant. Med andra ord har Semi-Flex FR4-materialet en högre dielektricitetskonstant än det senare. En hög dielektricitetskonstant är önskvärd för höghastighetsapplikationer eftersom den förhindrar signalförluster.

FR-4 var inte det första PCB-materialet som användes för elektronik. Det föregicks av FR-2-kortet, som var tillverkat av pressat fenol- och bomullspapper. Detta material fungerade som en brygga mellan diskret trådbundna handlödda kretsar och FR-4. I vissa annonser från Magnavox stod det att TV-apparaterna var "handlödda". FR-2-kort var ofta ensidiga, men konstruktörerna kunde lösa problemet genom att använda byglar på ovansidan och nollohmsmotstånd.

Den kan tillverkas till låg kostnad

Semiflexibla mönsterkort är flexibla och idealiska för tillämpningar där utrymmet är begränsat. Dessa mönsterkort är dyrare än konventionella FR4-kort, men den flexibilitet som de ger gör dem idealiska för många medicinska tillämpningar. Den flexibilitet som de ger är också bättre lämpad för att hantera dynamisk stress till följd av böjda kretskort.

Semiflexibla mönsterkort tillverkas av material som vanligtvis tillverkas i rullar. Dessa material skärs sedan till enligt produktens slutliga storlek. Till exempel skärs en rulle kopparfolie till önskad form, vilket sedan kräver mekanisk borrning för att göra de genomgående hålen. Olika håldiametrar används, vilka varierar beroende på kundens behov.

Materialets böjningsegenskaper kan dock orsaka problem. FR4 är t.ex. inte lämpligt för böjning vid mycket höga temperaturer, eftersom det tenderar att vrida sig. För att förhindra sådana problem är det nödvändigt att se till att materialen är tillverkade av ett flexibelt material innan de etsas eller formas.