BAZA WIEDZY - Materiał FR4

BAZA WIEDZY

   FR4, czyli fiberglass reinforced epoxy laminate, to rodzaj tworzywa sztucznego stosowanego w przemyśle elektronicznym. Jest szeroko używane jako podłoże do produkcji płytek drukowanych (PCB).

   Skrót FR4 został wprowadzony przez amerykańską organizację NEMA (National Electrical Manufacturers Association) jako sposób na opisywanie materiałów stosowanych w elektronice i elektrotechnice. NEMA jest branżową organizacją zrzeszającą producentów i dystrybutorów sprzętu elektrycznego i elektronicznego. W ramach swojej działalności NEMA opracowuje normy i kody dotyczące produktów elektrycznych i elektronicznych, a także tworzy skróty i oznaczenia, które są stosowane w branży.

   Materiał FR4 jest produkowany poprzez laminowanie warstw włókien szklanych żywicą epoksydową. Proces ten rozpoczyna się od przygotowania maty włókien szklanych, które są następnie nasączone żywicą epoksydową. W kolejnym kroku warstwy mat są układane na sobie i poddawane wysokiej temperaturze i ciśnieniu, aby żywica mogła zastygnąć i złączyć włókna szklane w jednolitą strukturę.

FR4 laminowany miedzią

FR4 laminowany miedzią

   Do celów produkcji PCB, FR4 jest laminowany miedzią, co umożliwia drukowanie na nim obwodów elektrycznych. Miedź jest dobrym przewodnikiem elektrycznym i ma wysoką wytrzymałość, co sprawia, że jest idealnym materiałem do tego typu aplikacji.

   Współczynnik Tg (ang. glass transition temperature) (pol. Temperatura zeszklenia) to temperatura, w której tworzywo sztuczne przechodzi z stanu stałego w stan plastyczny. W przypadku FR4, standardowy współczynnik Tg wynosi 130°C. To oznacza, że materiał ten pozostaje stały i twardy do temperatury tej temperatury, a następnie zaczyna ulegać plastycznemu wygięciu i rozciąganiu. Współczynnik Tg jest ważny, ponieważ wpływa na wytrzymałość i elastyczność materiału, a także na jego odporność na wysokie temperatury.

   Wysoka wytrzymałość podłoża FR4 sprawia, że jest szczególnie przydatny w aplikacjach, w których niezbędna jest duża stabilność i trwałość, takich jak urządzenia elektroniczne pracujące w trudnych warunkach lub wymagające wysokiej dokładności. FR4 jest również odporny na uszkodzenia mechaniczne, co czyni go idealnym wyborem dla aplikacji, w których istnieje ryzyko uszkodzenia elektroniki, np. w urządzeniach przenośnych lub w samochodach.

   Materiał ten jest również stosunkowo tani w produkcji, co czyni go popularnym wyborem dla wielu różnych urządzeń elektronicznych. Jest szeroko stosowany w przemyśle, w którym wymagana jest wysoka wydajność i niezawodność, takich jak elektronika przemysłowa, urządzenia medyczne, telekomunikacyjne i automatyka przemysłowa.

   Ponadto FR4 jest dość łatwy w obróbce, co umożliwia produkcję złożonych kształtów i konstrukcji, a także umożliwia drukowanie na nim różnych elementów elektronicznych. Dzięki swoim właściwościom i wszechstronności FR4 jest jednym z najczęściej stosowanych materiałów w elektronice i elektrotechnice.