La plupart des PCB sont fabriqués en utilisant le FR4 comme matériau de base. Bien que ce choix n’entraîne pas 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 le FR4 ?

Le FR4 est la nuance de matériau la plus courante qui comprend les cartes de circuits imprimés fabriquées. « FR » indique que le matériau est ignifuge et le « 4 » indique une résine époxy renforcée de verre tissé. Les structures PCB simple ou double face sont constituées d’un noyau FR4 et de couches de cuivre supérieures et inférieures. Les cartes multicouches ont des couches préimprégnées supplémentaires entre le noyau central et les couches de cuivre supérieure et inférieure. Aujourd’hui, le noyau est constitué d’un substrat recouvert de cuivre, également appelé stratifié recouvert de cuivre. Le noyau, le stratifié et le préimprégné peuvent tous être en FR4 avec les feuilles de cuivre entre les couches de signal et de terre.
Les propriétés du 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 objectif 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 existait de nombreux matériaux de cartes alternatifs au FR4. Il s’agissait notamment de FR2, CEM 1 et CEM 3, qui étaient sur papier. Cependant, la résistance du FR4, en particulier pour les cartes multicouches, a été un facteur majeur pour le distinguer des autres pour devenir la norme de l’industrie. Aujourd’hui, il existe d’autres matériaux qui sont utilisés pour les PCB simple face, double face, traversant non plaqué (NPTH) et multicouches, en plus du FR4. Ceux-ci sont comparés dans le tableau ci-dessous :

Les résultats ci-dessus indiquent clairement que le FR4 est un bon matériau à usage général, car ses paramètres sont pour la plupart comparables à ceux des autres alternatives. Il excelle en matière d’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 une faible Tg. Cela signifie que le matériau peut être sujet à la déformation ou à la dégradation lorsqu’il est exposé à des températures excessives, en particulier au fil du temps.
Le FR4 est à juste titre le matériau le plus utilisé dans la construction de circuits imprimés. Les cartes fabriquées à partir de FR4 sont solides, résistantes à l’eau et offrent une bonne isolation entre les couches de cuivre, ce qui minimise les interférences et favorise une bonne intégrité du signal.
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