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Matériau PCB FR4

La plupart des PCB sont fabriqués en utilisant FR4 comme matériau de base. Bien que ce choix puisse ne pas entraîner de catastrophe, il peut rendre votre conception beaucoup moins qu’optimisée pour sa fonction prévue. Jetons un coup d’œil à la norme FR4, ainsi qu’à l’alternative.

Qu’est-ce que FR4 ?

FR4 est la qualité de matériau la plus courante qui comprend les cartes de circuits imprimés fabriquées. 'FR' indique que le matériau est ignifuge et le '4' indique la résine époxy renforcée de verre tissé. Les structures de PCB simple ou double face se composent d’un noyau FR4 et de couches de cuivre supérieures et inférieures. Les cartes multicouches ont des couches préimprégnantes supplémentaires entre le noyau central et les couches de cuivre supérieures et inférieures. Maintenant, le noyau se compose d’un substrat avec un revêtement en cuivre, également appelé stratifié revêtu de cuivre. Le noyau, le stratifié et le préimprégné peuvent tous être FR4 avec les feuilles de cuivre entre les couches de signal et de sol.
Les propriétés de FR4 peuvent varier légèrement selon le fabricant; cependant, il a généralement des attributs de résistance et de résistance à l’eau favorables qui soutiennent son utilisation généralisée comme isolant pour de nombreuses applications électriques. Il sert le même but dans les PCB, à savoir isoler les plans de cuivre adjacents et fournir une résistance globale à la flexion et à la flexion de la structure. FR4 est un bon matériau à usage général pour la fabrication de PCB; cependant, d’autres matériaux sont disponibles.

Matériaux PCB alternatifs

Avant l’explosion des PCB multicouches, il existe de nombreux matériaux de carton alternatifs au FR4. Ceux-ci comprenaient FR2, CEM 1 et CEM 3, qui étaient basés sur le papier. Cependant, la force de FR4, en particulier pour les cartes multicouches, a été un facteur majeur pour le séparer des alternatives pour devenir la norme de l’industrie. Aujourd’hui, il existe d’autres matériaux utilisés pour les PCB simple face, double face, non plaqués (NPTH) et multicouches, en plus de FR4. Ceux-ci sont comparés dans le tableau ci-dessous:

 

FR4 PAR RAPPORT À D’AUTRES MATÉRIAUX DE PCB À USAGE GÉNÉRAL

Propriétés

FR4

FR5

(Tg FR4 élevé)

Téflon

Polyimide

Verre

Transition

Température

-Tg

(°C)

135

150 - 210

160

> 250

Constante diélectrique

-dk

4.2 - 4.8

4.5 - 5.4

2.5 - 2.8

3.8

Résistance à la flexion longitudinale (N/mm)

600

600

600

110

Résistance à la flexion transversale (N/mm)

450

490

490

100

Adhésivité du cuivre (N / mm)

2.0

> 1.4

> 1.4

1.2

Les résultats ci-dessus indiquent clairement que FR4 est un bon matériau à usage général car ses paramètres sont pour la plupart comparables aux autres alternatives. Il excelle dans l’intégrité structurelle avec une adhérence en cuivre de 2,0 N / mm et correspond aux alternatives en matière de résistance à la flexion. Cependant, par rapport aux alternatives, FR4 a un faible Tg. Cela signifie que le matériau peut être sujet à une déformation ou à une dégradation lorsqu’il est exposé à des températures excessives, en particulier au fil du temps.
FR4 est à juste titre le matériau le plus utilisé dans la construction de PCB. Les panneaux en FR4 sont solides, résistants à l’eau et offrent une bonne isolation entre les couches de cuivre qui minimise les interférences et prend en charge une bonne intégrité du signal.
Chez Sunthone, le leader de l’industrie en matière de prototypes de circuits imprimés rapides et de haute qualité et de fabrication à faible volume, nous sommes en mesure de répondre à vos besoins en matériaux de carte dans tous les cas. N’hésitez pas à nous contacter pour toute question ou tout appel d’offres.