FR4 PCB

fr4는 일반적으로 유리 섬유 강화 에폭시 수지 라미네이트로, 강화재로 유리 섬유 천을 사용하고 라미네이트로 에폭시 수지 시스템을 사용합니다. fr4는 난연성 재료 등급 지정으로, 재료 fr4는 연소 상태에서 자체 소화가 가능해야 함을 나타냅니다. "FR"은 난연성을 의미하며, 숫자 "4"는 동일한 등급의 다른 재료와 구별되며, 수지가 에폭시이고 ​​유리 섬유 천으로 강화되었으며 UL94 V-0 난연성 표준을 충족함을 나타냅니다. fr4는 특정 재료 fr4를 지정하는 것이 아니라 단순히 재료 유형을 분류합니다.

fr4 사양은 NEMA(National Electrical Manufacturers Association)에서 설정합니다. 일반적인 fr4 PCB NEMA 기판 등급은 아래 표에 나와 있습니다.

난연성 특성

FR-4의 "FR"은 "난연성"을 의미합니다. 전자 기기에서 안전은 가장 중요합니다. FR-4에는 사고 시 화재 확산을 늦추고 전자 기기를 손상으로부터 보호하는 특수 화학 물질이 포함되어 있습니다. 이러한 난연성 특성으로 인해 FR-4는 전자 응용 분야에서 선호되는 소재입니다.

우수한 전기적 성능

fr4 PCB는 낮은 유전율과 유전 손실로 뛰어난 전기적 특성을 보여 고속 신호의 효율적이고 안정적인 전송을 보장합니다. 또한 fr4의 절연 성능은 서로 다른 회로 간의 간섭을 효과적으로 격리하여 fr4 회로 기판의 신뢰성을 향상시킵니다.

기계적 성능

fr4 보드는 또한 굽힘 강도, 충격 저항성, 내열성을 포함한 우수한 기계적 특성을 보여주어 복잡한 환경에서 PCB의 안정성과 내구성을 보장합니다. 인장 강도는 최대 65,000psi에 이르고 압축 강도는 약 38,000psi로 fr4는 기계적 응력 하에서 잘 작동합니다. 또한 전기적 특성이 안정되어 건조하고 습한 환경에서 모두 우수한 절연성을 유지합니다.

우수한 가공성

FR-4는 가공성이 뛰어나 드릴링, 절단, 납땜 등 다양한 PCB 생산 공정에 적합하며 다양한 설계 요구 사항을 충족합니다. 게다가 FR-4는 비용 효율적이며 대량 생산 및 비용 관리에 적합합니다.

안정성과 내구성

FR-4의 안정성과 내구성도 인기의 주요 이유입니다. 치수 안정성이 뛰어나 온도나 습도의 변화로 인해 변형되지 않습니다. 게다가 FR-4는 방사선, 화학적 부식, 열 충격에 대한 저항성이 있어 다양한 혹독한 환경에서도 우수한 성능을 발휘합니다.

환경 친 화성

환경 의식이 높아지고 있는 오늘날의 세계에서 FR-4의 친환경성은 중요합니다. 난연성 등급은 94V-0에 도달하여 연소 시 유해 가스를 최소화하여 환경과 인체 건강에 더 친화적임을 나타냅니다.

낮은 내열성

고온 환경에서 Fr4는 열전도도가 낮습니다. 고부하 조건에서 고에너지 구성 요소는 손상을 초래하여 전기 성능에 영향을 미치고 전송 효율을 감소시킬 수 있습니다.

강화재로 유리 섬유 천을, 수지 시스템으로 에폭시 수지를 사용하고, UL 94V-0 난연 등급을 충족하는 이러한 기판은 PCB 용어로 포괄적인 재료 분류인 fr4로 분류됩니다.

Tg 값에 따라: 수지 시스템의 유리 전이 온도(Tg)는 단단하거나 "유리" 상태에서 유연하거나 연화된 상태로의 전이를 결정합니다. FR-4는 Tg 값에 따라 낮은 Tg(약 135°C), 중간 Tg(약 150°C), 높은 Tg(약 170°C)로 분류됩니다.

유전 손실(DF)을 기준으로: DF는 fr4의 Dielectric Loss Factor를 의미합니다. DF의 크기는 재료 fr4에 직접적인 영향을 미칩니다. 고주파 성능. 낮은 DF는 고주파 전송 중 신호 손실을 줄여 더 나은 성능을 나타냅니다.

• 표준 손실 물질(Df ≥ 0.02)
• 중간 손실 물질(0.01 < Df < 0.02)
• 저손실 소재(0.005 < Df < 0.01)
• 초저손실 소재(Df < 0.005)

공급업체 기준: fr4 소재의 다양한 공급업체는 다양한 성능 특성을 보일 수 있습니다. Greatpcb는 fr4, 알루미늄 기반 보드, 열전 분리 구리 기반 보드를 포함한 다양한 PCB 소재를 제공하며, 모두 귀하의 특정 요구 사항을 충족하도록 사용자 정의할 수 있습니다.

초기 PCB 재료

초기에 널리 사용되던 PCB 소재는 XPC, XXXPC와 같은 종이 페놀 구리 도금 보드로, 비교적 저렴한 비용 덕분입니다. 그러나 이러한 소재는 난연성이 없습니다. 1970년대 회로 고장으로 인한 화재 사고 이후 주요 전기 장비는 난연성 기판을 사용하는 방향으로 전환되기 시작했습니다. 결과적으로 FR-1 및 FR-2와 같은 난연성이 있는 종이 페놀 구리 도금 보드의 사용이 점차 난연성이 없는 XPC 및 XXXPC 보드를 능가했습니다.

PCB 기술의 진화

1980년대에는 카세트 플레이어와 페이저와 같은 멀티미디어 휴대용 기기가 인기를 끌면서 더 작고 밀도가 높은 PCB가 개발되었습니다. 다층 PCB의 적용도 더 일반화되어 PCB 기판의 발전을 촉진했습니다.

FR-4의 종이 기판에 대한 장점

XPC 및 FR-1과 같은 종이 기판은 fr4와 같은 에폭시 유리 패브릭 기판보다 저렴하지만 수분 흡수성, 내열성 및 기계적 강도 측면에서 열등합니다. 초기에는 종이 기판이 일반적으로 가격에 민감한 소비자 제품에 사용되는 반면 fr4는 산업 제품에서 더 일반적이었습니다. 그러나 소비자 기기가 더 작고 가볍고 얇아지면서 fr4 플레이트의 사용도 증가했습니다. 1.6mm에서 0.8mm까지의 표준 두께를 가진 PCB가 널리 채택됨에 따라 종이 기판의 기계적 강도와 내습성이 문제가 되었습니다.

종이 기질의 문제점

종이 기판은 다층 보드 생산에 적합하지 않습니다. 장치가 더 작아지고 PCB 라우팅 밀도가 증가함에 따라 다층 보드의 시장 점유율도 증가했습니다. 따라서 fr4 플레이트의 비교적 높은 비용에도 불구하고 소비자 제품은 점차 fr4 소재를 사용하는 방향으로 전환되기 시작했습니다.

FR-4의 가공 장점

PCB 프로토타입 제조업체가 저렴한 종이 기판 대신 fr4를 널리 선택하는 또 다른 중요한 이유는 종이 기판은 드릴링 공정에 적합하지 않고 펀칭 공정에만 적합한 반면 fr4는 가공하기 매우 쉽기 때문입니다. 에폭시 수지 및 유리 섬유 천과 같은 재료의 생산 용량이 지속적으로 확대됨에 따라 표준 fr4 플레이트는 이제 우수한 기계적 특성과 뛰어난 가공성을 갖춘 저비용 재료가 되어 중저가 전자 제품을 생산하는 글로벌 제조업체에서 인기를 얻고 있습니다.

제품 개요

요약하자면, FR-4는 난연성, 뛰어난 전기적 및 기계적 성능, 다양한 PCB 제조 공정에 대한 적합성으로 알려진 다재다능한 소재입니다. FR-4 회로 기판이나 다른 FR-4 특성에 FR-4 플레이트를 사용하든, 이 소재는 여전히 많은 전자 응용 분야에서 최고의 선택입니다.