FR-4 - FR-4

FR-4 (veya FR4 ), cam takviyeli epoksi laminat malzeme için NEMA sınıfı bir tanımdır . FR-4, aleve dayanıklı ( kendiliğinden sönen ) epoksi reçine bağlayıcılı dokuma fiberglas kumaştan oluşan kompozit bir malzemedir .

"FR", "alev geciktirici" anlamına gelir ve uygun bir laboratuarda Bölüm 8'de UL 94, Dikey Alev testi yapılmadıkça malzemenin UL94V-0 standardına uygun olduğunu göstermez . FR-4 adı NEMA tarafından 1968'de oluşturuldu.

FR-4 cam epoksi, iyi mukavemet/ağırlık oranlarına sahip, popüler ve çok yönlü bir yüksek basınçlı termoset plastik laminat sınıfıdır. Sıfıra yakın su emilimi ile FR-4, en yaygın olarak önemli mekanik mukavemete sahip bir elektrik yalıtkanı olarak kullanılır. Malzemenin hem kuru hem de nemli koşullarda yüksek mekanik değerlerini ve elektriksel yalıtım özelliklerini koruduğu bilinmektedir. Bu nitelikler, iyi üretim özellikleriyle birlikte, çok çeşitli elektrik ve mekanik uygulamalar için bu kaliteye fayda sağlar.

Cam epoksi laminatlar için kalite tanımları şunlardır: G-10 , G-11, FR-4, FR-5 ve FR-6 . Bunlardan FR-4, günümüzde en yaygın olarak kullanılan kalitedir. FR-4'ün öncülü olan G-10, FR-4'ün kendiliğinden sönen yanıcılık özelliklerinden yoksundur. Bu nedenle, FR-4 o zamandan beri çoğu uygulamada G-10'un yerini almıştır.

FR-4 epoksi reçine sistemleri , FR-4 cam epoksi laminatlarda aleve dayanıklı özellikleri kolaylaştırmak için tipik olarak bir halojen olan brom kullanır . Malzemenin termal olarak yok edilmesinin arzu edilen bir özellik olduğu bazı uygulamalarda aleve dayanıklı olmayan G-10 kullanılacaktır .

Özellikler

Hangi malzemelerin "FR-4" kategorisine girdiği NEMA LI 1-1998 standardında tanımlanmıştır. FR-4'ün tipik fiziksel ve elektriksel özellikleri aşağıdaki gibidir. LW (uzunlamasına, çözgü ipliği yönü) ve CW (çapraz, dolgu ipliği yönü) kısaltmaları, kartonun XY düzlemindeki (düzlem içi) geleneksel dikey elyaf yönelimlerine atıfta bulunur. Kartezyen koordinatlar açısından , uzunlamasına x ekseni boyuncadır, çaprazlamasına y ekseni boyuncadır ve z ekseni, düzlem yönü olarak adlandırılır. Aşağıda gösterilen değerler, belirli bir üreticinin malzemesine örnektir. Başka bir üreticinin malzemesi genellikle biraz farklı değerlere sahip olacaktır. Herhangi bir malzeme için üreticinin veri sayfasından gerçek değerlerin kontrol edilmesi, örneğin yüksek frekanslı uygulamalarda çok önemli olabilir .

Parametre Değer
Özgül ağırlık/yoğunluk 1.850 g / cc 3 (0,0668 Ib / Cu)
Su soğurumu -0,125 in < %0,10
Sıcaklık indeksi 140 °C (284 °F)
Termal iletkenlik , düzlem boyunca 0,29 W/(m·K), 0,343 W/(m·K)
Termal iletkenlik, düzlem içi 0,81 W/(m·K), 1.059 W/(m·K)
Rockwell sertliği 110 M ölçek
Bağlanma kuvveti > 1.000 kg (2.200 lb)
Eğilme mukavemeti (A; 0.125 inç) – LW > 415 MPa (60.200 psi)
Eğilme mukavemeti (A; 0.125 inç) – CW > 345 MPa (50.000 psi)
Dielektrik arıza (A) > 50 kV
Dielektrik arıza (D48/50) > 50 kV
Dielektrik gücü 20 MV/m
Bağıl geçirgenlik (A) 4.4
Bağıl geçirgenlik (D24/23) 4.4
Dağılma faktörü (A) 0.017
Dağılma faktörü (D24/23) 0.018
Dielektrik Sabiti (ε r ) 3,9 – 4,7 , 4,4 @ 1 GHz (Tedarikçi Isola)
Kayıp Tanjantı (tanδ) 0.02 – 0.03, 0.030 @ 1 GHz
Cam değişim ısısı Değişebilir, ancak 120 °C'nin üzerindedir
Young modülü – LW 3.5 x 10 6  psi (24 GPa) ^
Young modülü – CW 3.0 x 10 6  psi (21 GPa) ^
Termal genleşme katsayısı – x ekseni 1,4 × 10 − 5  K −1
Termal genleşme katsayısı – y ekseni 1,2 × 10 − 5  K −1
Termal genleşme katsayısı – z ekseni 7,0 × 10 − 5  Bin −1
Poisson oranı – LW 0.136
Poisson oranı – CW 0.118
LW ses hızı 3602 m/s
CW ses hızı 3369 m/s
LW akustik empedans 6.64 MRayl

nerede:

LW
uzunlamasına
CW
çapraz
PF
Laminat yüze dik

Uygulamalar

FR-4, baskılı devre kartları (PCB'ler) için yaygın bir malzemedir . İnce bir bakır folyo tabakası tipik olarak bir FR-4 cam epoksi panelin bir veya iki tarafına lamine edilir. Bunlara genellikle bakır kaplı laminatlar denir. Bakır kalınlığı ya da bakır ağırlığı değişebilir ve bu nedenle ayrı ayrı belirtilir.

FR-4 ayrıca röleler , anahtarlar , ayırıcılar , baralar , yıkayıcılar , ark kalkanları, transformatörler ve vidalı klemenslerin yapımında da kullanılır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma