FR-4|Geavanceerde printplaat

Wij bieden sample- en massaproductiediensten voor printplaten van 1 tot 42 lagen. We gebruiken hoogwaardige A-klasse printplaten, werken volgens ons eigen productieproces en garanderen zo de betrouwbaarheid en stabiliteit van de kwaliteit. Onze gloednieuwe, speciaal voor hoogbouw ontwikkelde productielijn maakt gebruik van geavanceerde apparatuur zoals LDI en VCP-pulsplating om soldeerfouten te voorkomen. We gebruiken printplaten van bekende merken, nauwkeurige impedantiemetingen en bieden hoogwaardige printplaten, strenge kwaliteitscontroles, een professionele verpakking en transportservice.

Meerdere lagen (gedeeltelijke technologische mogelijkheden)
Aantal lagen		1~42L
Kerndikte (exclusief koper)		50 µm
Minimale mechanische gatgrootte		100 µm
Registratie binnen-buitenlaag Mini pad Diameter		DHS+6 miljoen
Min. S/M dam		50 µm
Minimale S/M-openingsgrootte		4 miljoen
Via dekking		Met epoxy gevuld en niet afgedekt, met epoxy gevuld en afgedekt, met koperpasta gevuld en afgedekt
Soldeermaskerkleur
Dikte van de soldeermaskerinkt		≧10um
Dieptegestuurde routeringstolerantie		±0,05 mm
Minimale breedte van de legenda		6 mil (0,15 mm)
Oppervlakteafwerking		HASL/ImmersionTin/ImmersionSilver /ImmersionGold/ENEPIG/OSP

Klik hier voor meer informatie. 【hier】.

Neem contact met ons op

productdetails

FR-4 Substraat
Het "hoeksteen"-materiaal in de printplaatindustrie

1. Inleiding: Definitie en status van FR-4 in de industrie

Bij de productie van printplaten (PCB's) is het substraat een van de kernelementen die de prestaties, betrouwbaarheid en kosten van de printplaat bepalen. FR-4 (vlamvertragend type 4), een substraat van glasvezelversterkte epoxyhars, is dankzij zijn uitstekende mechanische en elektrische eigenschappen, hittebestendigheid en vlamvertragendheid uitgegroeid tot het meest gebruikte stijve PCB-substraat en vertegenwoordigt meer dan 80% van de wereldwijde PCB-substraatmarkt. Of het nu gaat om consumentenelektronica, auto-elektronica, industriële besturing of communicatieapparatuur, FR-4 is hét basismateriaal voor het realiseren van circuitverbindingen en het dragen van componenten.

De naam FR-4 is afgeleid van de normen van de National Electrical Manufacturers Association (NEMA), waarbij "FR" staat voor "Flame Retardant" (vlamvertragend) en "4" het classificatienummer is voor dit type vlamvertragend substraat. De introductie ervan loste de problemen op met de ontvlambaarheid en slechte hittebestendigheid van eerdere printplaatsubstraten, en bood belangrijke garanties voor de veilige en stabiele werking van elektronische apparatuur.

2. Kernsamenstelling en structuur van FR-4

FR-4-substraat is een composietmateriaal dat hoofdzakelijk uit drie componenten bestaat: versterkingsmateriaal, harsmatrix en additieven. De structuur kan worden onderverdeeld in twee vormen: "kernplaat" en "prepreg" (gebruikt voor het lamineren van meerlaagse platen):

2.1 Kerncomponenten van de samenstelling

VersterkingsmateriaalEr wordt alkalivrij glasvezeldoek (E-glasvezeldoek) gebruikt, wat de belangrijkste bron is van de mechanische sterkte van FR-4. De specificaties van het glasvezeldoek (zoals de fijnheid van het garen en de weefdichtheid) hebben direct invloed op de dikte, stijfheid en buigweerstand van het substraat. Gangbare glasvezeldoekmodellen zijn onder andere 106, 1080, 2116 en 7628. Van deze modellen wordt 7628-doek veel gebruikt in de kernplaten en prepregs van meerlaagse printplaten vanwege de gemiddelde dikte (ongeveer 0,18 mm) en hoge sterkte.
HarsmatrixEpoxyhars is het hoofdbestanddeel en heeft uitstekende hechtings-, elektrische isolatie- en chemische stabiliteitseigenschappen. Wanneer epoxyhars wordt gecombineerd met versterkende materialen, vormt het een dichte structuur die voorkomt dat vocht en onzuiverheden binnendringen.
VlamvertragendOm aan de eisen voor brandvertragendheid te voldoen, moeten brandvertragers aan de hars worden toegevoegd. De meest gebruikte is een gebromeerde brandvertrager (zoals tetrabromobisphenol A, TBBPA), die de verspreiding van vlammen voorkomt door vrije radicalen in de verbrandingsreactie te remmen. Door de strengere milieuregelgeving is ook de halogeenvrije brandvertrager FR-4 (op basis van fosfor en stikstof) steeds populairder geworden.
Overige additievenDit omvat onder andere uithardingsmiddelen (zoals dicyandiamide), versnellers en vulstoffen (zoals silica). Het uithardingsmiddel zorgt ervoor dat de hars een verknopingsreactie ondergaat en een vaste structuur vormt; de versneller versnelt het uithardingsproces; de vulstof kan de krimp van de hars verminderen en de hittebestendigheid en vormvastheid verbeteren.

2.2 Structurele vormen

KernbestuurEen volledig uitgehard FR-4-substraat met een elektrolytische koperfolie (meestal 12 μm, 18 μm of 35 μm dik) aan beide zijden. Dit is de basislaag van enkellaagse en meerlaagse printplaten. De dikte van de kernplaat varieert van 0,2 mm tot 3,2 mm en kan worden gekozen op basis van de ontwerpvereisten van de printplaat.
Voor de zwangerschapPrepreg is een onvolledig uitgehard FR-4-materiaal, gemaakt door glasvezeldoek te impregneren met epoxyhars en het vervolgens te drogen in de vorm van een plaat. Bij de productie van meerlaagse printplaten wordt prepreg tussen kernplaten geplaatst en onder hoge temperatuur en druk (meestal 180-220 °C, 20-40 kg/cm²) verhit en geperst. De hars smelt en vloeit, vult de openingen tussen de lagen en hardt tegelijkertijd uit tot een integrale structuur, waardoor de hechting en isolatie van elke laag van de kernplaten wordt gerealiseerd.

3. Belangrijkste prestatie-indicatoren en kenmerken van FR-4

Prestatiecategorie	Kernindicatoren	Prestatiekenmerken	Typische toepassingsvereisten
Mechanische eigenschappen	Buigsterkte, treksterkte, slagsterkte	Hoge stijfheid, sterke buig- en slagvastheid, biedt stabiele ondersteuning voor componenten.	Bestand tegen de soldeerdruk en mechanische krachten tijdens de printplaatmontage.
Elektrische eigenschappen	Diëlektrische constante (Dk), diëlektrisch verlies (Df), volumeweerstand	Stabiele diëlektrische constante (meestal 4,2-4,8 bij 1 GHz), laag diëlektrisch verlies, uitstekende isolatieprestaties	Verminder signaalverzwakking en interferentie tijdens hoogfrequente signaaloverdracht, waardoor de signaalintegriteit van het circuit gewaarborgd blijft.
Hittebestendigheid	Glastransitietemperatuur (Tg), thermische ontledingstemperatuur (Td), thermische schokbestendigheid	De glasovergangstemperatuur (Tg) van gewoon FR-4 ligt rond de 130-150℃, terwijl FR-4 met een hoge Tg een temperatuur van boven de 170℃ kan bereiken, waardoor het bestand is tegen hoge soldeertemperaturen.	Aanpassen aan het SMT-soldeerproces (zoals reflow-solderen, temperatuur meestal 240-260℃) en de temperatuurstijging van de apparatuur
Vlamvertragendheid	UL94 brandvertragende classificatie	Voldoet aan de UL94 V-0 brandvertragende norm, dooft vanzelf binnen 10 seconden nadat het de vuurbron heeft verlaten, druipt niet.	Voldoe aan de veiligheidsvoorschriften voor elektronische apparatuur en verlaag het brandrisico.
Dimensionale stabiliteit	Coëfficiënt van thermische uitzetting (CTE)	De thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE) in de X/Y-richting is klein (ongeveer 13-18 ppm/℃), iets hoger in de Z-richting, en de dimensionale nauwkeurigheid is hoog.	Voorkom scheuren tussen de lagen of circuitverschuivingen als gevolg van thermische uitzettingsverschillen na het lamineren van meerlaagse printplaten.

De prestatie-indicatoren van FR-4 bepalen direct het toepassingsscenario van de printplaat. De belangrijkste indicatoren zijn onder andere mechanische eigenschappen, elektrische eigenschappen, hittebestendigheid, brandvertragendheid en dimensionale stabiliteit.

Bijzondere waarde van FR-4 met een hoge Tg-waardeIn toepassingen met hoge temperaturen, zoals auto-elektronica en industriële besturing, voldoet de glasovergangstemperatuur (Tg) van gewoon FR-4 mogelijk niet aan de eisen. FR-4 met een hoge Tg verhoogt de glasovergangstemperatuur tot boven de 170 °C door de harsformule te optimaliseren. Dit resulteert in een betere hittebestendigheid en weerstand tegen thermische veroudering, en zorgt voor stabiele prestaties in extreme temperaturen.

4. Productieproces van FR-4

Het productieproces van FR-4-substraat is complex en vereist nauwkeurige controle van meerdere processen. De belangrijkste stappen zijn:

Voorbereiding van glasvezeldoekHet alkalivrije glas als grondstof wordt gesmolten en tot glasvezelgaren getrokken, vervolgens tot glasvezeldoek geweven met een weefmachine, en ten slotte een oppervlaktebehandeling uitgevoerd (zoals het aanbrengen van een hechtmiddel) om de hechtkracht met de hars te verbeteren.
Voorbereiding van harslijmMeng epoxyhars, vlamvertrager, uithardingsmiddel, versneller, enz. in de juiste verhoudingen, roer gelijkmatig om een harslijm te vormen en controleer de viscositeit en het vaste stofgehalte van de lijm.
Impregnering en droging (productie van prepregs): Het glasvezeldoek wordt continu door de harslijmtank geleid, volledig geïmpregneerd met hars, en vervolgens in de droogoven geplaatst (temperatuur circa 120-150℃) om te drogen, zodat de hars gedeeltelijk uithardt (fase B) en prepreg wordt gevormd.
Persen van kernkarton: Lamineer het prepreg met koperfolie (meestal één laag koperfolie aan elke kant), plaats het in een lamineermachine en hard het uit onder hoge temperatuur en druk (fase C). Tijdens het uithardingsproces wordt de hars volledig verknoopt tot een vaste stof en hecht het zich stevig aan de koperfolie en het glasvezeldoek om een met koper beklede kernplaat te vormen.
Koelen en snijdenNadat de geperste kernplaat is afgekoeld, snijdt u deze in rechthoekige platen volgens de specificaties.
KwaliteitsinspectieControleer de dikte van de kernplaat, de dikte van de koperfolie, het uiterlijk en de prestatie-indicatoren (zoals Tg, diëlektrische constante, brandvertragendheid) om te garanderen dat aan de industrienormen wordt voldaan.

5. Toepassingsgebieden van FR-4

FR-4 biedt een goede balans tussen prestaties en kostenvoordelen, wordt veel gebruikt in diverse elektronische apparaten en is de "universele keuze" voor PCB-substraten.

5.1 Consumentenelektronica

Het is de grootste toepassingsmarkt voor FR-4. In smartphones, tablets, laptops, tv's en andere apparaten worden FR-4-substraten gebruikt voor de productie van moederborden, voedingsprintplaten, interfaceprintplaten, enzovoort. Zo gebruiken smartphone-moederborden bijvoorbeeld FR-4-substraten met een hoge dichtheid om de integratie van circuits met een fijne pitch en meerdere componenten mogelijk te maken; voedingsprintplaten voor tv's gebruiken de vlamvertragende en hittebestendige eigenschappen van FR-4 om de veilige werking van de voedingsmodules te garanderen.

5.2 Auto-elektronica

Met de ontwikkeling van intelligente auto's en elektrificatie wordt FR-4 steeds vaker toegepast in auto-elektronica. Het wordt gebruikt in infotainmentsystemen, instrumentenpanelen, ECU's (Engine Control Units), sensormodules voor autonoom rijden, enzovoort. Auto-elektronica stelt hogere eisen aan de hittebestendigheid en betrouwbaarheid van FR-4. Daarom worden vaak FR-4-substraten met een hoge Tg-waarde en zonder halogenen gekozen, omdat deze bestand zijn tegen hoge temperaturen in bijvoorbeeld de motorruimte en de trillingen van het gehele voertuig.

5.3 Industriële besturing en communicatie

In industriële besturingsapparatuur zoals industriële computers, PLC's (Programmable Logic Controllers) en frequentieomvormers, moeten FR-4-substraten bestand zijn tegen complexe industriële omstandigheden (zoals hoge temperaturen, vochtigheidsveranderingen en elektromagnetische interferentie). Daarom wordt meestal FR-4 met een hoge stabiliteit gebruikt. In communicatieapparatuur (zoals routers, switches en basisstations) heeft de diëlektrische eigenschap van FR-4 een directe invloed op de kwaliteit van de signaaloverdracht. Printplaten voor hoogfrequente communicatie maken vaak gebruik van FR-4 met een lage diëlektrische constante of gemodificeerde FR-4-substraten.

5.4 Medische apparatuur en instrumenten

In medische apparatuur (zoals monitoren, echografieapparaten en diagnostische instrumenten) moet FR-4 voldoen aan eisen op het gebied van biocompatibiliteit en betrouwbaarheid. In sommige gevallen wordt gekozen voor halogeenvrij, emissiearm en milieuvriendelijk FR-4. Bij precisie-instrumenten kunnen de dimensionale stabiliteit en hoge precisie-eigenschappen van FR-4 de meetnauwkeurigheid en de stabiliteit op lange termijn van het instrument garanderen.