1. Основные характеристики медного ламината FR4 (почему он широко используется в печатных платах?)
Ключом к тому, почему медный лист FR4 стал основной подложкой для печатных плат, является его комплексный баланс производительности, который идеально соответствует обычным потребностям большинства электронных устройств:
Низкая стоимость: сырье (стекловолокно, эпоксидная смола) широко доступно, производственный процесс отработан, а цена намного ниже, чем у специальных материалов, таких как высокочастотные платы (такие как ПТФЭ) и керамические подложки, которые подходят для чувствительных к затратам сценариев, таких как крупномасштабная бытовая электроника.
Высокая механическая прочность: добавление стеклоткани значительно повышает жесткость, прочность на разрыв и стабильность размеров платы, а также позволяет выдерживать механическую обработку, такую как сверление и штамповка при производстве печатных плат, а также вибрацию и удары при последующей сборке.
Умеренные электрические характеристики: диэлектрическая проницаемость (Dk≈4,5–5,0) и диэлектрические потери (Df≈0,01–0,015) низкие, что может удовлетворить требования к передаче сигнала большинства низкочастотных/среднечастотных электронных устройств (таких как бытовая техника и компьютеры). Хорошая термостойкость: долгосрочная рабочая температура может достигать 130 ℃, кратковременная термостойкость превышает 180 ℃, и она может справляться с теплом, выделяемым при нормальной работе электронного оборудования (например, микросхем, модулей питания).
Отличные характеристики обработки: легко резать и сверлить, прочное соединение с медной фольгой, подходит для переноса рисунка печатной платы, травления, сверления и других процессов.
2. Конкретные сценарии применения листов стекловолокна из медного ламината FR4 в печатных платах.
Ламинат FR4 с медным покрытием является «стандартной» подложкой обычных печатных плат и широко используется в электронных устройствах с высокими требованиями к стоимости, стабильности размеров и механической прочности.
1. Бытовая электроника
Мобильные телефоны/планшеты: материнские платы, платы модулей камеры, платы управления батареями и т. д. Низкая стоимость и высокая жесткость FR4 могут удовлетворить потребности в тонких и легких мобильных телефонах и массовом производстве.
Ноутбуки/настольные компьютеры: материнские платы, видеокарты, платы слотов памяти и т. д. Высокая механическая прочность FR4 позволяет устанавливать крупные микросхемы (например, ЦП, графический процессор) и компоненты высокой плотности.
Бытовая техника: платы управления кондиционерами, материнские платы стиральных машин, платы питания телевизоров и т. д. Бытовая техника чувствительна к стоимости, а FR4 обладает значительной экономической эффективностью.
2. Промышленный контроль и автоматизация.
ПЛК (программируемый логический контроллер): платы управления, интерфейсные платы и т. д. Промышленная среда предъявляет высокие требования к долговечности (антивибрационная, термостойкость) печатных плат, а механическая прочность и термостойкость FR4 могут соответствовать этим требованиям.
Сенсорный модуль: Монтажная плата для обычных промышленных датчиков. Стабильность размеров FR4 обеспечивает точность сигналов датчиков.
3. Автомобильная электроника (неэкстремальные сценарии)
Модуль управления кузовным оборудованием (BCM): платы управления дверями, окнами и освещением. FR4 может соответствовать требованиям надежности автомобиля при нормальной температуре.
Автомобильная развлекательная система: плата водителя центрального экрана управления, плата управления звуком и т. д. FR4 — лучший выбор при высокой стоимости и требованиях к производительности обработки.
4. Оборудование связи (средние и низкочастотные сценарии)
Маршрутизатор/коммутатор: основная плата, интерфейсная плата (высокочастотная часть, не поддерживающая 5G). Низкая стоимость и высокая производительность обработки FR4 подходят для печатных плат, обрабатывающих сигналы средней и низкой скорости.
Модуль питания базовой станции: подложка для схем преобразования и фильтрации энергии. Изоляция и сопротивление напряжению FR4 (обычно ≥3 кВ) могут обеспечить безопасность силового модуля.
Заготовка из ламината AHD FR4 с медным покрытием
3. Ключевая роль ламината с медным покрытием FR4 в производстве печатных плат.
1. В качестве оператора связи
Медная фольга на поверхности FR4 после переноса рисунка (фотолитографии) и травления образует линию целевой схемы, что является основой для соединения выводов компонента и передачи сигнала.
2. Поддержка межслойного соединения
В многослойных печатных платах изолирующий слой FR4 заполняет зазор стеклоткани, а межслоевая проводимость достигается за счет гальванопокрытия после сверления. Жесткость FR4 обеспечивает стабильность многослойной конструкции.
3. Влияние на технологию обработки
Сверление: Твердость стеклоткани влияет на износ сверла (следует выбирать иглу для сверла высокой твердости).
Обработка поверхности: Медная фольга на поверхности FR4 должна быть коричневой/черненой (для повышения прочности сцепления с подложкой), чтобы соответствовать требованиям последующего меднения, лужения и других процессов.
Литье: высокая жесткость FR4 облегчает резку (V-образную или фрезерную), обеспечивая точность размеров готовой печатной платы.
Ламинат FR4 с медным покрытием подходит для обработки на станках с ЧПУ. Ламинат FR4 с медным покрытием стал «основной подложкой» большинства обычных печатных плат благодаря своей низкой стоимости, высокой механической прочности и хорошей производительности обработки, поддерживая работу электронных устройств в области бытовой электроники, промышленного контроля, автомобильной электроники и т. д. По мере того, как электронные устройства развиваются в направлении высокой производительности, сценарии применения FR4 ограничены особыми требованиями, такими как высокая частота и рассеивание тепла, но его доминирующее положение в традиционных областях по-прежнему будет распространенным материалом в краткосрочной перспективе.
Свяжитесь