Is é FR-4 an t-ábhar is coitianta a úsáidtear le haghaidh boird chiorcad priontáilte, comhdhéanta de snáithín gloine agus roisín eapocsa. Tá sé láidir, éadrom, agus soláthraíonn sé insliú maith, rud a fhágann gur fearr a oireann sé do go leor leictreonaic. Míníonn an t-alt seo struchtúr, airíonna, gráid agus fachtóirí dearaidh FR-4, ag soláthar faisnéise mionsonraithe maidir le cathain agus conas ba chóir é a úsáid.
Forbhreathnú FR-4
Is é FR-4 an t-ábhar is coitianta a úsáidtear chun cláir chiorcad priontáilte (PCBanna) a dhéanamh. Tá sé déanta as snáithín gloine agus roisín eapocsa, rud a fhágann go bhfuil sé láidir agus go maith ag insliú leictreachais. Ciallaíonn an FR retardant lasair, rud a chiallaíonn gur féidir leis seasamh in aghaidh dó, ach ní chiallaíonn sé seo i gcónaí go gcomhlíonann sé an caighdeán sábháilteachta dóiteáin docht OL 94 V-0.
Tá tóir ar an ábhar seo toisc go bhfuil sé éadrom, buan agus inacmhainne. Déanann sé jab maith freisin ag seasamh in aghaidh taise agus teas, rud a chabhraíonn le ciorcaid leictreonacha fanacht cobhsaí. Cúis eile a úsáidtear FR-4 ná gur féidir é a mhúnlú go héasca i mboird aonchiseal nó ilchiseal gan mórán costais a chur leis.
Struchtúr Laminate FR-4
Taispeánann an íomhá seo struchtúr layered laminate FR-4; an t-ábhar is coitianta a úsáidtear i gcláir chiorcad priontáilte (PCBanna). Ag an mbarr agus ag an mbun, cruthaíonn bileoga scragall copair na sraitheanna seoltaí a bheidh eitseáilte ina dhiaidh sin i bpatrúin chiorcaid. Idir na bileoga copair seo tá an croílár: fabraic ghloine fite líonta le roisín eapocsa. Soláthraíonn an fíodóireacht ghloine neart meicniúil agus cobhsaíocht tríthoiseach, agus ceanglaíonn an eapocsa na snáithíní agus cuireann sé dolúbthacht. Le chéile, cruthaíonn siad bonn inslithe ach buan. Déanann an meascán de scragall copair, snáithín gloine, agus eapocsa FR-4 láidir, lasair-resistant, agus oiriúnach chun tacú agus rianta PCB a chosaint.
Airíonna leictreacha FR-4
| Paraiméadar | Raon FR-4 |
|---|---|
| Tairiseach Tréleictreach (Dk) | 3.8 – 4.8 |
| Fachtóir diomailt (Df) | \~ 0.018 - 0.022 |
| Neart Tréleictreach | >50 kV / mm |
| Cobhsaíocht | Athraíonn le minicíocht agus fíodóireacht gloine |
Airíonna Teirmeacha FR-4
| Maoin | Caighdeán FR-4 | Ard-Grád FR-4 |
|---|---|---|
| Teocht Trasdula Gloine (Tg) | 130–150 °C | ≥180 °C |
| Teocht dianscaoilte (td) | >300 °C | >300 °C |
| Am chun Delamination (T260 / T288) | Friotaíocht níos ísle | Friotaíocht níos airde |
FR-4 Tiús agus Roghanna Stackup
| Tiús / Cineál | Buntáistí | Teorainneacha | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Tanaí (<0.5 mm) | Éadrom, dlúth, agus is féidir é a dhéanamh solúbtha | Leochail, níos deacra a láimhseáil le linn cóimeála | Caighdeánach (1.6 mm) | Réamhshocrú tionscail, ar fáil go forleathan, éifeachtach ó thaobh costais | Is féidir le dearaí ultra-dhlúth nó ard-dlúis a theorannú | Tiubh (>2 mm) | Soláthraíonn stiffness agus friotaíocht níos fearr le tonnchrith | Méadaíonn meáchan agus costas foriomlán |
| Stackups Ilchiseal Saincheaptha | Cumasaíonn rialú impedance, tacaíonn sé le comharthaí ardluais, agus feabhsaíonn sé sciath IEA | Éilíonn próisis déantúsaíochta beacht, níos costasaí |
Ag baint úsáide as FR-4 le haghaidh Dearadh PCB
• Leictreonaic Tomhaltóra - Soláthraíonn sé ábhar bonn cobhsaí ar féidir leis úsáid laethúil agus riachtanais chumhachta bhunúsacha a láimhseáil.
• Rialuithe Tionsclaíocha agus Uathoibriú - Cuireann FR-4 feidhmíocht seasta ar fáil i gcórais a dteastaíonn marthanacht agus feidhm chomhsheasmhach uathu le himeacht ama.
• Soláthairtí Cumhachta agus Tiontairí - Maidir le ciorcaid a oibríonn faoi bhun minicíochtaí an-ard, seachadann FR-4 insliú agus feidhmíocht a chomhlíonann na riachtanais.
• Dearaí Cost-Íogair - Nuair a bhíonn buiséid tábhachtach, ceadaíonn FR-4 duit costais táirgthe a choinneáil níos ísle gan iontaofacht a thabhairt suas.
Teorainneacha FR-4 agus roghanna malartacha níos fearr
Nuair nach bhfuil FR-4 oiriúnach
• Ciorcaid Ard-Minicíochta - Os cionn thart ar 6-10 GHz, is cúis le FR-4 caillteanas comhartha níos airde, rud a fhágann go bhfuil sé mí-oiriúnach do dhearaí RF nó micreathonn chun cinn.
• Rátaí Sonraí Ultra-Ard - Maidir le luasanna cosúil le PCIe Gen 5 agus os a chionn (25+ Gbps), cuireann FR-4 an iomarca moille agus caillteanas iontrála, ag laghdú sláine comhartha.
• Coinníollacha Ardteochta - Tosaíonn FR-4 caighdeánach ag briseadh síos níos tapúla nuair a bhíonn sé nochtaithe do theochtaí níos airde ná thart ar 150 °C, rud a fhágann go bhfuil sé neamhiontaofa le húsáid go fadtéarmach i dtimpeallachtaí den sórt sin.
Roghanna malartacha seachas FR-4
| Ábhar | Cás Úsáide |
|---|---|
| Lannaithe Rogers | Dearaí RF agus micreathonn a dteastaíonn caillteanas comhartha íseal uathu |
| Comhdhúile PTFE | Caillteanas tréleictreach ultra-íseal le haghaidh cruinneas, ciorcaid ardmhinicíochta |
| Polaimíd | Seasmhacht ardteochta i dtimpeallachtaí crua |
| Criadóireacht | Feidhmíocht mhór agus marthanacht faoi strus |
Gráid agus Úsáidí FR-4
Caighdeán FR-4
Tá teocht trasdula gloine (Tg) de thart ar 130-150 °C ag Standard FR-4. Is é an grád is coitianta, a úsáidtear i leictreonaic, i dtrealamh oifige, agus i gcórais rialaithe tionsclaíocha caighdeánacha.
Ard-Tg FR-4
Tairgeann Ard-Tg FR-4 Tg de 170-180 ° C nó níos airde. Tá an grád seo ag teastáil le haghaidh próisis sádrála saor ó luaidhe agus úsáidtear é i leictreonaic feithicleach, boird aeraspáis, agus dearaí eile a dteastaíonn cobhsaíocht theirmeach níos airde uathu.
Ard-CTI FR-4
Soláthraíonn Ard-CTI FR-4 innéacs rianaithe comparáideach (CTI) de 600 nó níos mó. Roghnaítear é le haghaidh soláthairtí cumhachta, tiontairí agus ciorcaid ardvoltais ina bhfuil gá le craepage sábháilte agus achair imréitigh.
Saor ó halaigine FR-4
Tá airíonna cosúil le cineálacha caighdeánacha nó ard-Tg ag FR-4 saor ó halaigine, ach seachnaíonn sé retardants lasair halaigine-bhunaithe. Úsáidtear é i ndearaí atá neamhdhíobhálach don chomhshaol a chaithfidh cloí le caighdeáin chomhshaoil RoHS agus REACH.
Saincheisteanna Sláine Comhartha i FR-4
Fadhb
Úsáideann FR-4 fabraic ghloine fite le haghaidh neart, ach níl an fíodóireacht seo breá aonfhoirmeach. Nuair a bhíonn péirí difreálacha á ródú, is féidir le rian amháin pas a fháil go príomha thar na bundles gloine, a bhfuil tairiseach tréleictreach níos airde acu, agus téann an rian eile thar an roisín, a bhfuil tairiseach tréleictreach níos ísle aige. Is é an nochtadh míchothrom seo a fhágann go dtaistealaíonn na comharthaí ag luasanna beagán difriúil, rud a chruthaíonn an rud ar a dtugtar skew fíodóireachta snáithín.
Tionchar
Mar thoradh ar an difríocht luais idir an dá chomhartha tá mí-oiriúnú uainithe. Ag rátaí arda sonraí, tá an neamhréiteach seo le feiceáil mar skew difreálach, jitter breise, agus fiú dúnadh léaráid súl. Is féidir leis na héifeachtaí seo sláine comhartha a laghdú agus feidhmíocht bealaí cumarsáide ardluais a theorannú.
Réitigh
Cuidíonn ródú péirí difreálacha ag uillinn 10-15 ° leis an bhfíodóireacht le cosc a chur ar rianta ailíniú go díreach leis na bundles gloine. Ag roghnú fabraicí gloine scaipthe, mar shampla stíleanna 3313, déanann na hairíonna tréleictreacha níos aonfhoirmí ar fud an bhoird. Cinntíonn péirí difreálacha staggering go dtagann an dá rian le meascán ábhair den chineál céanna. Ligeann skew buiséadaithe in insamhaltaí uainiúcháin duit na héifeachtaí seo a thuar agus a chur san áireamh sula ndéantar iad a mhonarú.
Rioscaí Taise agus Iontaofachta i FR-4
Éifeachtaí Taise
• Laghdú Tg le linn Reflow - Laghdaíonn taise ionsúite an teocht trasdula gloine, rud a fhágann go bhfuil an t-ábhar níos lú cobhsaí le linn sádrála agus is féidir le delamination a bheith mar thoradh air.
• Díghrádú Tréleictreach - Ag minicíochtaí arda, méadaíonn taise caillteanas tréleictreach, rud a laghdaíonn cáilíocht comhartha i ndearaí luas GHz.
• Filiméid Anodic Seoltaí (CAF) - Ceann de na rioscaí is tromchúisí, tarlaíonn CAF nuair a théann iain chopair ar imirce tríd an eapocsa faoi chlaonadh leictreach, ag cruthú cosáin seoltaí i bhfolach a d'fhéadfadh a bheith ina chúis le shorts idir rianta nó vias.
Fadhbanna Taise a Laghdú
• Stóráil boird tirim agus séalaithe chun taise a choinneáil amach.
• Bácáil boird sula n-úsáidtear iad má bhí siad nochtaithe do thaise.
• Roghnaigh FR-4 atá frithsheasmhach in aghaidh CAF le haghaidh dearaí ard-dlúis nó ardvoltais.
• Lean rialacha spásála ó IPC chun an riosca shorts a laghdú.
Fachtóirí le seiceáil sula gceannaíonn tú FR-4
• Sonraigh an grád laminate agus an bhileog slais IPC-4101 chun mearbhall a sheachaint.
• Cuir luachanna tairiseach tréleictreach minicíochta-shonrach (Dk) agus fachtóir diomailt (Df) san áireamh don bhanda oibriúcháin atá beartaithe.
• Deimhnigh riachtanais theirmeacha le Tg ≥ 170 °C agus Td > 300 °C le haghaidh sádráil saor ó luaidhe agus cobhsaíocht teasa fadtéarmach.
• Glaoigh garbh scragall copair le haghaidh sraitheanna ardluais chun caillteanas iontrála a íoslaghdú.
• Tabhair faoi deara an rátáil innéacs rianaithe comparáideach (CTI) agus tú ag dearadh le haghaidh cosáin ardvoltais.
• Roghnaigh laminate atá frithsheasmhach in aghaidh CAF le haghaidh dlúth trí réimsí nó iarratais ardvoltais.
• Cuir treoracha láimhseála nó stórála leis chun taise a rialú agus cosc a chur ar delamination.
• Fabraic ghloine scaipthe a iarraidh le haghaidh péirí difreálach chun skew fíodóireachta snáithín a laghdú.
Conclúid
Cuireann FR-4 neart, insliú agus éifeachtúlacht costais ar fáil, agus is é sin an fáth go bhfanann sé an t-ábhar caighdeánach PCB. Fós féin, tá teorainneacha aige i gcoinníollacha ardmhinicíochta, ardluais nó ardteochta. Trí fhios a bheith agat ar a fhachtóirí leictreacha, teirmeacha agus iontaofachta, agus an grád ceart a roghnú, is féidir leat feidhmíocht chobhsaí a chinntiú nó aistriú go roghanna malartacha níos fearr nuair a éilíonn dearaí é.
Ceisteanna Coitianta [Ceisteanna Coitianta]
Cad é IPC-4101 i FR-4?
Is caighdeán é a shainmhíníonn airíonna laminate FR-4 cosúil le Tg, Dk, agus ionsú taise.
Cén chaoi a bhfuil FR-4 difriúil ó PCBanna miotail-lárnach?
Tá FR-4 le haghaidh PCBanna ginearálta, agus úsáideann PCBanna miotail-lárnach alúmanam nó copar le haghaidh diomailt teasa níos fearr.
An féidir FR-4 a úsáid i PCBanna solúbtha?
Níl, tá FR-4 docht. Ní féidir leis a bheith ach mar chuid de dhearaí dochta-flex le sraitheanna polaimíde.
Cad é ionsú taise FR-4?
Timpeall 0.10-0.20%, rud a d'fhéadfadh cobhsaíocht a ísliú mura ndéantar é a bhácáil nó a stóráil i gceart.
An bhfuil FR-4 go maith do chiorcaid ardvoltais?
Sea, úsáidtear gráid ard-CTI (CTI ≥ 600) i soláthairtí cumhachta agus tiontairí.
Cén fáth a bhfuil garbh scragall copair tábhachtach i FR-4?
Méadaíonn scragall garbh caillteanas comhartha; Feabhsaíonn scragall réidh feidhmíocht ardluais.