يجب أن يكون FR-4 معروفًا قبل لوحة PCB

November 28, 2022

يجب أن يكون FR4 معروفًا قبل لوحة PCB

عندما نضع طلبًا في مصنع لوح PCB ، غالبًا ما يكون هناك نوع من لوحة FR-4 للاختيار من بينها. حاليًا ، هناك ثلاثة أنواع من أنواع اللوحات: FR-4 ، لوحة الألومنيوم ، ولوحة النحاس للفصل الحراري.

1. FR-4 ، المكتوب أيضًا باسم FR4 ، هو اسم ودرجة قياسية

تتكون مواد الركيزة العضوية المستخدمة لجعل مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور من 3 مكونات: الراتنج ، والمواد التعزيز ، ورقائق النحاس الموصلة.

FR في معيار تصنيف NEMA يعني عادل اللهب (محاكة اللهب) أو مقاومة للحريق (مقاوم للحريق) ، أي تصنيف النار ، وبالتالي فإن الألواح المصنفة من FR كلها لوحات مترجمة على اللهب ، والرقم "4" "يعني أن المادة لتمييزها عن مواد أخرى من نفس المستوى ، 4 تعني أن الراتنج هو راتنج الايبوكسي ، والمواد التعزيز هي قطعة قماش من الألياف الزجاجية ، ودرجة مثبطات اللهب هي UL94 V-0. درجات مثبطات اللهب من FR-1 و FR-2 و FR-3 هي UL 94V-1 ، والراتنجات والمواد المعززة المستخدمة تختلف أيضًا.

2. مؤشر أداء FR-4
الركيزة FR-4 هي نظام راتنج الايبوكسي ، لذلك لفترة طويلة ، تعد قيمة TG هي الفهرس الأكثر شيوعًا المستخدم لتصنيف ركائز FR-4 ، وهو أيضًا أحد أهم مؤشرات الأداء في مواصفات IPC-4101.

درجة حرارة الانتقال الزجاجي TG

تشير قيمة TG لنظام الراتنج إلى نقطة انتقال درجة الحرارة التي تتغير فيها المادة من حالة صلبة نسبيًا أو "زجاجية" إلى حالة تشوه أو تليين. هذا التغيير الديناميكي الحراري يمكن عكسه دائمًا طالما أن الراتنج لا يتحلل. أي عندما يتم تسخين مادة من حالة درجة حرارة طبيعية إلى درجة حرارة أعلى من قيمة TG ، ثم يتم تبريدها أسفل قيمة TG ، يمكن أن تتغير مرة أخرى إلى حالة صلبة مع نفس الخصائص كما كان من قبل. ومع ذلك ، عندما يتم تسخين المادة إلى درجات حرارة أعلى بكثير من TG ، يمكن أن تؤدي تغييرات الطور لا رجعة فيها. تأثير هذه درجة الحرارة له علاقة كبيرة بنوع المواد وأيضًا مع التحلل الحراري للراتنج.

بشكل عام ، كلما ارتفعت TG للركيزة ، زادت موثوقية المادة. إذا تم اعتماد عملية اللحام الخالية من الرصاص ، فيجب النظر في درجة حرارة التحلل الحراري (TD) للمادة الأساسية.

وتشمل مؤشرات الأداء المهمة الأخرى معامل التمدد الحراري (CTE) ، وامتصاص الماء ، وخصائص التصاق للمادة ، واختبارات زمنية التلاشي شائعة الاستخدام مثل اختبارات T260 و T288. [1]

3. تنوع FR-4

يتم استخدام قطعة قماش الألياف الزجاجية كمواد معززة ، ونظام الراتنج هو راتنج الايبوكسي والمواد الأساسية مع تصنيف مثبطات اللهب من UL 94V-0 هو FR-4. هل هناك أي تمييز محدد بين هذه الفئة الكبيرة من المواد؟

قسّم وفقًا لقيمة TG

الفرق الأكثر وضوحا بين المواد FR-4 هو قيمة TG. وفقًا لدرجة حرارة TG ، يتم تقسيم صفائح FR-4 عمومًا إلى TG منخفضة و TG متوسطة وأوراق TG عالية.

في الصناعة ، يتم تصنيف FR-4 مع TG حوالي 135 درجة مئوية على أنها ورقة TG منخفضة ؛ FR-4 مع TG حوالي 150 درجة مئوية هي ورقة TG متوسطة. و FR-4 مع TG من حوالي 170 درجة مئوية يتم تصنيفها على أنها ورقة TG عالية.

إذا كان هناك العديد من أوقات الضغط أثناء معالجة ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، أو أن عدد طبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور كبير (أكثر من 14 طبقة) ، أو تكون درجة حرارة اللحام مرتفعة (≥230 درجة مئوية) ، أو درجة حرارة العمل عالية (أكثر من 100 درجة مئوية) ، أو أن الإجهاد الحراري لحام كبير (مثل لحام الموجة) ، يجب أن يختار لوحة TG عالية.

قسمة حسب الخسارة.

PCB
يمكن تقسيم FR-4 إلى:

لوحة الخسارة العادية (DF≥0.02)
لوحة الخسارة المتوسطة (0.01 <df <0.02)
لوحة خسارة منخفضة (0.005 <df <0.01)
ورقة خسارة منخفضة الانخفاض (DF <0.005)