FR-4は、PCBボードの前に知られている必要があります

November 28, 2022

FR4はPCBボードの前に知られている必要があります

PCBボードファクトリーに注文すると、多くの場合、FR-4ボードタイプから選択できます。現在、ボードタイプには、FR-4、アルミニウムボード、熱電分離銅ボードの3つのタイプがあります。

1. FR-4もFR4と書かれているが、名前と標準グレードの両方である

PCBを作成するために使用される有機基板材料は、樹脂、補強材、導電性銅ホイルの3つの成分で構成されています。

NEMA分類標準のFRは、火炎耐性（火炎耐性）または耐火性（耐火性）、つまり火災評価を意味します。「同じレベルの他の材料と区別するための材料は、樹脂がエポキシ樹脂であることを意味し、補強材はガラス繊維布であり、炎遅延グレードはUL94 V-0です。 FR-1、FR-2、およびFR-3の難燃性グレードはUL 94V-1であり、使用される樹脂と補強材も異なります。

2. FR-4のパフォーマンスインデックス
FR-4基質はエポキシ樹脂システムであるため、長い間、TG値はFR-4基質を分類するために使用される最も一般的なインデックスであり、IPC-4101仕様で最も重要なパフォーマンスインジケーターの1つでもあります。

ガラス遷移温度TG

樹脂システムのTG値は、材料が比較的剛性または「ガラス状」状態から変形可能または軟化した状態に変化する温度遷移点を指します。この熱力学的変化は、樹脂が分解しない限り、常に可逆的です。つまり、材料が通常の温度状態からTG値を超える温度に加熱され、TG値を下回ると、以前と同じ特性を持つ剛性状態に戻ることができます。ただし、材料がTGを大きく上回る温度に加熱されると、不可逆的な位相の変化が生じる可能性があります。この温度の効果は、材料の種類と、樹脂の熱分解とも大きく関係しています。

一般的に言えば、基質のTGが高いほど、材料の信頼性が高くなります。鉛フリーのはんだ付けプロセスが採用されている場合、基本材料の熱分解温度（TD）も考慮する必要があります。

その他の重要なパフォーマンス指標には、熱膨張係数（CTE）、吸水性、材料の接着特性、およびT260やT288テストなどの一般的に使用される剥離時間テストが含まれます。 [1]

3. FR-4の多様性

ガラス繊維布は強化材料として使用され、樹脂システムはエポキシ樹脂であり、炎遅延定格の基本材料はUL 94V-0のFR-4です。このような大きなクラスの材料に具体的な区別はありますか？

TG値に従って分割します

FR-4材料の最も明らかな違いはTG値です。 TG温度によれば、FR-4シートは一般に低TG、中のTG、および高TGシートに分割されます。

業界では、約135°CのTGを持つFR-4は通常、低TGシートに分類されます。約150°CのTGを持つFR-4は、中程度のTGシートです。約170°CのTGを持つFR-4は、高TGシートに分類されます。

PCB処理中に多くのプレス時間がある場合、またはPCB層の数が大きい場合（14層以上）、またははんだ付け温度が高い（≥230°C）、または作業温度が高い（100°Cを超える）、または溶接熱応力が大きい（波のはんだ付けなど）、高いTGプレートを選択する必要があります。

損失に応じて分割します。

PCB
FR-4は以下に分割できます。

通常の損失プレート（DF≥0.02）
ミディアムロスプレート（0.01 <df <0.02）
低損失プレート（0.005 <df <0.01）
超低損失シート（DF <0.005）