II Свойства основных стержней FR4 стекловолокна
Производительность стекловолоконных стержней FR4 определяется их составной структурой «стеклянного волокна + эпоксидной смолы». Эти основные свойства могут быть классифицированы на четыре основных категории: физические, механические, химические и процессовые свойства.
1. Физические свойства
• Превосходная электрическая изоляция: сама эпоксидная смола является высокоизоляционным материалом (удельное сопротивление ≥ 10⁴ω · см). Стеклянное волокно не проводящее и блокирует передачу заряда на границе раздела со смолой. Следовательно, напряжение разрушения стержней FR4 составляет ≥ 15 кВ/мм (при толщине 1 мм), что делает их подходящими для высоковольтных или высокочастотных применений.
• Умеренная плотность: приблизительно 2,0 г/смграни, достигая баланса между механической прочностью и легкими требованиями.
• Классификация температурной сопротивления: на основе температуры стекла (TG) эпоксидной смолы, стержни FR4 классифицируются следующим образом:
Обычная (Tg ≈ 130-140 ° C): долгосрочная рабочая температура ≤ 120 ° C, кратковременная устойчивость к 150 ° C;
Среда (Tg ≈ 150-170 ° C): долгосрочная рабочая температура ≤ 140 ° C, краткосрочная устойчивость к 180 ° C;
Высокий (TG> 180 ° C): долгосрочная рабочая температура ≤ 160 ° C, краткосрочная устойчивость к 200 ° C (например, поддоны волновой пайки требуют устойчивости к приповке 260 ° C).
2. Механические свойства
• Высокая прочность и устойчивость к усталости: стеклянная волокна имеет прочность на растяжение, превышающую 3000 МПа, в то время как эпоксидная смоля переворачивает нагрузку на волокно посредством межфазной связи, что приводит к стержням FR4 с прочностью изгиба 500-800 МПа и прочностью растяжения 300-400 МПа. Кроме того, вязкость стеклянного волокна поглощает некоторую ударную энергию, что приводит к высокой устойчивости к усталости.
• Бриттленность: стеклянное волокно по своей природе жестко и хрупкое. В то время как эпоксидная смола имеет определенную степень прочности, общий материал подвержен расслоению или перелому (удлинение при разрыве <2%) при подверженности резкому удару или поперечному сдвигу. Следует избегать резких выемков и динамических ударов.
• Стабильность высокой размерности: коэффициент термического расширения (CTE) стеклянного волокна составляет приблизительно 6-10 ч/млн/° C, в то время как эпоксидная смола составляет приблизительно 50-60 ч/млн/° C. Полученный композитный CTE составляет приблизительно 10-15 ч/млн/° C (намного ниже, чем у металла и пластика), что приводит к минимальной деформации в колебаниях температуры (например, от -40 ° C до 150 ° C).
3. Химические свойства
• Химическая устойчивость: эпоксидная смола демонстрирует превосходную устойчивость к некисцидизирующей кислоте (например, соляная кислота, разбавленная серная кислота), слабые основания (например, гидроксид натрия) и большинство органических растворителей (например, спирт, ацетон, бензин). Его поверхность не подвержена коррозии или набуханию (без значительного изменения веса после долгосрочного погружения). Тем не менее, он чувствителен к сильной окислительной кислотам (например, концентрированной азотной кислоте, концентрированной серной кислоте) и высокополярных растворителям (например, диметилсульфоксид) и следует избегать.
• Обозначение пламени: «Обозначающее значение 4» в FR4 указывает на то, что оно соответствует стандарту замедления пламени UL94 V-0 (погашение в течение 3 секунд после воздействия пламени, без капания). Основные участники на основе брома или на основе фосфора в эпоксидной смоле являются основными участниками, что делает их подходящими для применений, требующих пожарной защиты, таких как электронные приборы.
4. Обработка характеристики
• Высокая механизм: стержни FR4 могут быть сформированы в сложные формы с помощью обычных процессов обработки, таких как поворот, фрезерование, бурение и шлифование (требуются специализированные инструменты), достижение шероховатости поверхности RA 0,8 мкм или меньше (точная обработка).
• Высокая тепловая стабильность: тепло, генерируемое во время обработки, эффективно рассеивается с помощью водорастворимой режущей жидкости, предотвращая размягчение смолы или абляцию из-за локализованных высоких температур (требуется контроль скорости резки и скорости подачи).
Iii. Основные преимущества стекловолоконных стержней FR4
Преимущества стекловолокна FR4, вытекающие из их всесторонних производительности «изоляции, прочности, температурной устойчивости и стабильности», особенно в электронике и промышленном секторах:
1. Высокая изоляция и безопасность:
Удельное сопротивление объема и напряжение разбивки стержней FR4 намного превышают напряжение обычных пластмасс. Они могут поддерживать изоляцию даже в высоковольтных (например, выше 10 кВ) или высокочастотных (например, микроволновых) средах, устраняя такие риски, как утечка и артирование.
2. Высокая сила и устойчивость к усталости:
Прочность на изгиб стержней FR4 (500-800 МПа) близка к прочности алюминиевых сплавов, а их прочность на растяжение более 10 раз больше, чем у обычных пластиков. Их плотность всего в две трети, а алюминиевые сплавы. В приложениях, требующих как легкой, так и высокой прочности, их отношение силы к плотности превосходит отношение большинства инженерных пластмасс, даже приближаясь к некоторым алюминиевым сплавам. Кроме того, их устойчивость к усталости делает их подходящими для промышленных компонентов, подверженных долгосрочному возврату.
3. Температурная стойкость и устойчивость размерности:
Версия стержня FR4 с высокой TG может выдержать краткосрочные температуры, превышающие 200 ° C, в то время как обычная версия также может работать стабильно при 120 ° C в течение длительных периодов, превосходя обычные пластмассы. Кроме того, его низкий CTE сводит к минимуму деформацию при колебаниях температуры, обеспечивая точное соответствие электронным компонентам и механическим структурам (например, предотвращение смещения чипа из -за расширения в приспособлениях печатной платы).
4. Химическая устойчивость и баланс затрат:
Стержень FR4 демонстрирует превосходную коррозионную устойчивость к неокисляющимся кислотам, слабым основаниям и органическим растворителям для металлов и обычных пластмасс, что делает его подходящим для использования в коррозийных средах, таких как химический насос и уплотнения клапанов и гальванирующие вешалки. Кроме того, его стоимость сырья значительно ниже, чем у высокопроизводительных инженерных пластиков и металлов, предлагая отличную общую экономическую эффективность.
5. Зрелая обработка и гибкость проектирования:
Технология обработки для стержня FR4 очень зрелая. Используя специализированное инструменты, достигается высокая обработка (толерантность ± 0,05 мм), что делает ее подходящей для массового производства на автоматических производственных линиях. Кроме того, метод плетения ткани из стекловолокна (такая как однонаправленная ткань, простая ткань) и формула эпоксидной смолы (например, добавление наполнителей) может быть настроена для удовлетворения индивидуальных потребностей прочности, температурной сопротивления или изоляции в разных сценариях.
Ⅳ. Краткое содержание
Стержень из стекловолокна FR4 представляет собой высокопроизводительный стержень, состоящий из совокупности стекловолокна и эпоксидной смолы. Его сердечные свойства включают высокую изоляцию, сильные механические свойства, теплостойкость, размерную стабильность и коррозионную стойкость. Его преимущества заключаются в безопасности изоляции электронных приборов, структурной прочтке промышленного оборудования, адаптивности к суровой среде и балансу между стоимостью и процессом. Несмотря на свои ограничения большей хрупкости и немного более высокой плотности, его всесторонняя производительность делает его одним из наиболее часто используемых основных материалов для «изоляционной структурной интеграции» в электронике, промышленном и автомобильном секторах.
В дополнение к стеклянным стержням FR4, мы также предоставляем стеклянный лист FR4. Добро пожаловать, чтобы связаться с нами по лучшей цене.
Свяжитесь