FR-4
FR-4（或FR4）是玻璃加固環氧層壓材料的NEMA級別，是一種複合材料，由編制玻璃纖維布，結合耐火的環氧樹脂（自熄）組成。
"FR"代表"flame retardant（不易燃）"，但並不表示材料符合標準UL94V-0，除非特別進行UL 94測試，如在符合實驗室的第8節進行垂直火焰測試。FR-4的名稱由NEMA於1968年創建。
FR-4玻璃環氧樹脂是一種流行的高壓熱組合塑料層質，具有良好的強度與比重。在近零的吸水率，FR-4最常用作具有相當多機械強度的電絕緣體。已知該材料在乾燥和潮濕的條件下都保留其高機械值和電絕緣特性。這些屬性，加上良好的製造特徵,為各種電氣和機械應用提供了這個級別的用處。
玻璃環氧樹脂層壓材料的等級名稱是:G-10、G-11、FR-4、FR-5和FR-6。其中，FR-4是今天最廣泛使用的等級。FR-4的前身G-10，因其缺乏FR-4的自熄滅性，在大多數用途中被FR-4取代。
FR-4二氧化樹脂系統通常使用溴，以加強FR-4玻璃環氧樹脂層板的耐火特性。一些用途中，如果需要其在受熱或損壞[來源請求]，則仍然會使用非耐火的G-10。
屬性
[編輯]在NEMA LI 1-1998標準中定義了哪些材料屬於"FR-4"類別，FR-4的典型物理和電氣特性如下。縮寫LW（長度,曲線方向）和CW（交叉,填充線方向）指的是板（平面）的XY平面中的常規垂直纖維方向。在笛卡爾坐標方面,縱向沿着x軸，交叉沿着y軸,而z軸稱為橫向平面方向。下面顯示的值是某個製造商材料的例子。另一個製造商的材料通常會有略有不同的價值。從製造商數據表中檢查任何特定材料的實際值可能非常重要,例如在高頻應用中。
| 範圍 | 值 |
|---|---|
| 比重/密度 | 1.850 g/cm3（0.0668 lb/cu in） |
| 吸水率 | −0.125 在 < 0.10% |
| 溫度指數 | 140 °C（284 °F） |
| 熱導率，通過平面 | 0.29 W/(m·K)[1], 0.343 W/(m·K)[2] |
| 熱導率，面內 | 0.81 W/(m·K[1]), 1.059 W/(m·K)[2] |
| 洛氏硬度 | 110 M 規模 |
| 粘結強度 | > 1,000公斤（2,200磅） |
| 抗彎強度 (A; 0.125 in) – LW | > 415 MPa（60,200 psi） |
| 抗彎強度 (A; 0.125 in) – CW | > 345 MPa（50,000 psi） |
| 擊穿電壓 (A) | > 50 千伏 |
| 擊穿電壓 (D48/50) | > 50 千伏 |
| 介電強度 | 20 中壓/米 |
| 相對電容率(A) | 4.4 |
| 相對電容率 (D24/23) | 4.4 |
| 耗散因數(DF)(A) | 0.017 |
| 耗散因數 (D24/23) | 0.018 |
| 介質電容率 (εr) | 3.9 – 4.7[3] ， 4.4 @ 1 GHz (Supplier Isola) |
| 損耗角正切 (tanδ) | 0.02 – 0.03[3]， 0.030 @ 1 GHz[4][5] |
| 玻璃化轉變溫度 | 可以變化，但超過 120 攝氏度 |
| 楊氏模量 – LW | 3.5×106 psi（24 GPa） |
| 楊氏模量 – CW | 3.0×106 psi（21 GPa） |
| 熱膨脹係數 – x軸 | 1.4 ×10-5 K −1 |
| 熱膨脹係數 - y軸 | 1.2 ×10-5 K −1 |
| 熱膨脹係數 - z軸 | 7.0 ×10-5 K −1 |
| 泊松比(Poisson's ratio) – LW | 0.136 |
| 泊松比(Poisson's ratio) – CW | 0.118 |
| LW聲速 | 3602 m/s |
| CW聲速 | 3369 m/s |
| LW聲阻抗 | 6.64 MRayl |
組成布 其中:
- LW
- 長度
- CW
- 橫向
- PF
- 垂直於層面
應用
[編輯]FR-4是印刷電路板(PCB)的常用材料。一層薄的銅卷通常被層壓在FR-4玻璃二氧化面板的一側或兩側。這些通常被稱為包銅或覆膜。銅厚度或銅重可能有所不同，因此不在標準中列明。
FR-4也用於建造中繼、開關、停車、母線、墊片、弧盾、變壓器和螺絲端子條。
也見
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ 1.0 1.1 Azar, Kaveh; Graebner, John E. Experimental Determination of Thermal Conductivity of Printed Wiring Boards. Proceedings of the Twelfth IEEE SEMI-THERM Symposium. 1996: 169–182. doi:10.1109/STHERM.1996.545107.
- ^ 2.0 2.1 Sarvar, F.; Poole, N. J.; Witting, P. A. PCB glass-fibre laminates: Thermal conductivity measurements and their effect on simulation. Journal of Electronic Materials. 1990, 19 (12): 1345–1350. doi:10.1007/bf02662823.
- ^ 3.0 3.1 Using Pre-Emphasis and Equalization with Stratix GX (PDF). ALTERA Datasheet (Altera Corporation). 2003: 3 [2023-04-18]. （原始內容存檔 (PDF)於2022-08-03）.
- ^ HF Transmission (PDF). Atmel Corporation (Atmel Corporation). 2003: 7 [2023-04-18]. （原始內容存檔 (PDF)於2021-09-17）.
- ^ PCB Layout Guidelines for Designing with Avago SFP+Transceivers (PDF). Avago Technologies (Avago Technologies). 2005: 2 [2023-04-18]. （原始內容存檔 (PDF)於2021-09-17）.
- Industrial Laminated Thermosetting Products. National Electrical Manufacturers Association (NEMA). 2012-02-01 [2023-04-18]. NEMA LI 1-1998 (R2011). （原始內容存檔於2018-04-16）.