Представлять

FR4 означает «Огнестойкий 4» и является обозначением класса армированного стекловолокном эпоксидного ламината, композитного материала, состоящего из ткани из стекловолокна и огнестойкого клея на основе эпоксидной смолы. Этот материал известен своим высоким соотношением прочности и веса, отличной электроизоляцией и стабильностью в различных условиях окружающей среды.

Материал и функции FR4

Состав материала FR4:

• Стекловолокно: Основой FR4 является тканое стекловолокно, которое обеспечивает структурную прочность, жесткость и стабильность размеров.
• Эпоксидная смола: Стеклянные волокна пропитаны эпоксидной смолой, которая связывает волокна вместе и придает материалу электроизоляционные свойства и огнестойкость.
• Наполнители. Некоторые материалы FR4 также могут содержать наполнители для улучшения определенных свойств (например, теплопроводности) или снижения стоимости.
• Отвердители и ускорители: они используются в смесях эпоксидных смол для контроля процесса отверждения и конечных механических и термических свойств материала.

Особенности FR4:

• Механическая прочность: Высокая прочность на растяжение и изгиб делает его прочным и устойчивым к изгибу.
• Электроизоляция: отличные диэлектрические свойства и высокое напряжение пробоя диэлектрика.
• Теплостойкость: сохраняет структурную целостность и электроизоляционные свойства при высоких температурах.
• Огнестойкий: по своей природе он огнестойкий, что важно для безопасности электрических и электронных устройств.
• Химическая стойкость: Устойчив ко многим растворителям и чистящим средствам, используемым в промышленных процессах.
• Влагостойкость: низкое водопоглощение, сохраняет работоспособность во влажных условиях.

Тепловое расширение. Коэффициент теплового расширения относительно низок, что имеет решающее значение для обеспечения совмещения медных дорожек на печатной плате.

В чем разница между FR4 и алюминиевой подложкой?

Материальный ингредиент:

• Печатная плата FR4: Изготовлена из эпоксидного ламината, армированного стекловолокном, с хорошей прочностью, термостойкостью и электроизоляцией.
• Алюминиевые печатные платы: они имеют металлическое ядро (обычно алюминиевое), а также могут включать в себя теплопроводящий диэлектрический слой для отвода тепла от компонентов.

Теплопроводность:

• FR4: Он имеет относительно низкую теплопроводность, что может быть ограничивающим фактором при высоких температурах.
• Алюминий. Высокая теплопроводность является одной из определяющих характеристик алюминиевых печатных плат, что делает их идеальными для приложений с высокой мощностью и рассеиванием тепла.

Рассеивание тепла:

• FR4: Плохое рассеивание тепла, которое может привести к появлению перегревов и потенциально сократить срок службы платы и ее компонентов.
• Алюминий: отличные возможности рассеивания тепла, помогающие эффективно охлаждать компоненты и повышать производительность и срок службы устройства.

Приложение:

• FR4: Используется в широком спектре стандартного электронного оборудования, от бытовой электроники до промышленных систем управления, где экстремальные условия не являются проблемой.
• Алюминий: обычно используется в светодиодном освещении, источниках питания и автомобильных системах, где рассеивание тепла имеет решающее значение.

Долговечность:

• FR4: чувствителен к высоким колебаниям температуры и может быть не столь долговечным в суровых условиях окружающей среды.
• Алюминий: более прочный в экстремальных условиях и обеспечивает дополнительную физическую устойчивость доски.

Расходы:

• FR4: Обычно дешевле, чем алюминиевые печатные платы, что делает их экономически эффективным выбором для различных приложений.
• Алюминий: из-за цены и процесса производства алюминия стоимость может быть выше, но это может быть компенсировано его характеристиками в конкретных приложениях.

Заключение

В сложном мире электронного проектирования FR4 выделяется своей превосходной электроизоляцией, огнестойкостью и экономичностью, что делает его повсеместным в стандартном электронном оборудовании. Его универсальность и надежность продолжают способствовать его широкому распространению во всем: от бытовой электроники до сложных промышленных систем. Будущее сегодня строится на печатных платах, и FR4 остается ключевым материалом в этом строительстве. Для тех, кто готов реализовать потенциал FR4 в своих продуктах, возможности безграничны.