Vật liệu FR-4 là gì?

FR-4 không phải là một loại vật liệu mà là một loại vật liệu. Nó đại diện cho mã vật liệu của cấp chống cháy. Ý nghĩa mà nó thể hiện là một thuộc tính vật chất phải có khả năng tự dập tắt sau khi vật liệu nhựa được đốt cháy. Có một vài vật liệu FR-4 được sử dụng trong bảng mạch PCB, nhưng hầu hết là vật liệu tổng hợp từ nhựa epoxy bốn chức năng (Tera-Function) cộng với chất độn (Filler) và sợi thủy tinh.

Vật liệu FR-4 có nhiều bí danh được gọi trong ngành công nghiệp biến thể và ứng dụng: bảng epoxy, bảng nhựa epoxy, bảng sợi thủy tinh, bảng sợi thủy tinh, FR-4, FR-4 Epoxy Glass Cloth, FR-4 light board, FR-4 tấm sợi thủy tinh, tấm nhiều lớp FR-4, tấm gia cường FR-4, tấm nhựa epoxy FR-4, tấm epoxy, tấm vải thủy tinh epoxy, lớp vải thủy tinh epoxy Tấm áp lực, tấm khoan bảng mạch, tấm cách nhiệt chống cháy, v.v.

Major Tính năng vật liệu FR-4

Độ bền uốn dọc A: Bình thường: E-1/150, 150 ± 5 ℃ ≥340Mpa

Cường độ tác động lớp song song (phương pháp chùm được hỗ trợ): ≥230KJ / m

Điện trở cách điện sau khi ngâm trong nước (D-24/23): ≥5.0 × 108Ω

Độ bền điện theo lớp dọc (trong dầu biến áp 90 ± 2 ℃, độ dày tấm 1mm): ≥14.2MV / m

Điện áp đánh thủng lớp song song (trong dầu biến áp 90 ± 2 ℃): ≥40KV

Độ cho phép tương đối (50Hz): ≤5.5

Hằng số điện môi tương đối (1MHz): ≤5.5

Hệ số tổn thất điện môi (50Hz): ≤0.04

Hệ số tổn thất điện môi (1MHz): ≤0.04

Độ hút nước (D-24/23, độ dày 1.6mm): ≤19mg

Mật độ: 1.70-1.90g / cm³

Tính dễ cháy: FV0

Màu sắc: màu tự nhiên

Tiêu chuẩn điều hành: GB / T1303.1-1998

Hiệu suất quy trình FR-4:

- Điểm nóng chảy của trục lăn trong quy trình FR-4 (203 ℃)

- Kháng hóa chất cao

- Hệ số tổn thất thấp (Df 0.0025)

- Hằng số điện môi ổn định và thấp (DK 2.35)

- Chất liệu nhựa nhiệt dẻo

FR-4 PCB Types

FR-4 là một trong những vật liệu nền của PCB. Màu sắc bề mặt của FR-4 laminate là FR-4 màu vàng, FR-4 trắng, FR-4 đen, FR-4 màu đen, v.v ... Dựa trên vật liệu gia cường được sử dụng trên PCB, có thể chia nó thành các loại dưới đây :

- FR-1, FR-2, v.v.: nền giấy

- FR-4: nền vải thủy tinh

- Dòng CEM: nền composite

- Chất liệu nền đặc biệt (gốm, đế kim loại, v.v.)

FR-4 là một tấm laminate bằng màng điện đặc biệt, được ngâm tẩm trong nhựa epoxy phenolic và các vật liệu khác, sau đó được ép ở nhiệt độ cao và áp suất cao. Ván FR-4 thường có tính năng cách điện tốt, bề mặt nhẵn, phẳng và dung sai độ dày tiêu chuẩn, phù hợp với các sản phẩm có yêu cầu cách điện điện tử hiệu suất cao. Nó cho thấy hiệu suất cao về các tính chất cơ học và điện môi và khả năng chịu nhiệt và độ ẩm tốt. PCB làm bằng vật liệu FR-4 được sử dụng rộng rãi trong các thành phần cách điện và chống cháy trong động cơ và thiết bị điện.

Liên quan:

370 giờ Vs Fr4 PCB: Làm thế nào để chọn vật liệu cho PCB của bạn?

​​FR-4 CCL (Đồng mạ Laminate) là gì?

FR-4 CCL là tên viết tắt của tấm laminate phủ đồng phủ nhựa epoxy sợi thủy tinh. Nó là một bảng chống cháy được làm bằng vải sợi thủy tinh điện tử làm vật liệu gia cố và nhựa epoxy làm chất kết dính. FR-4 CCL là một trong những loại phổ biến nhất của tất cả các loại cán mạ đồng. Nó có khả năng chịu nhiệt tốt, độ bền cao, tính chất điện môi hoàn hảo và có thể làm kim loại xuyên qua các lỗ.

Phân loại FR-4 CCL

FR-4 A CCL: dòng A có thể được chia thành A1, A2, A3, AB1, AB2, AB3 và các loại khác từ trên xuống dưới, tùy theo hiệu suất. A-grade được sử dụng rộng rãi trong tất cả các sản phẩm điện tử, từ điện tử dân dụng thông thường đến các sản phẩm ô tô, quân sự và hàng không vũ trụ cao cấp. Và giá cả sẽ phản ánh sự thay đổi lớp.

FR-4 CCL B: Loại này là sản phẩm cấp hai, nhưng hiệu suất của nó có thể đáp ứng nhu cầu cơ bản của các sản phẩm điện tử không có thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cao. Nó chỉ thích hợp cho các sản phẩm PCB FR-4 hai mặt thông thường với giá thấp.

FR-4 CCL- Không có Halogen

Dòng sản phẩm này là loại sản phẩm phù hợp với xu hướng phát triển bảo vệ môi trường trong tương lai của CCL. Nó thân thiện với môi trường hơn trong nguyên liệu thô và có thể được sử dụng trong các sản phẩm điện tử cao cấp như quân sự, thông tin liên lạc, ô tô và dụng cụ.

CEM-1 CCL: CEM-1 CCL được trộn với giấy được ngâm tẩm dưới nhựa epoxy, sau đó được ép nóng với một lớp vải sợi thủy tinh và lá đồng hai mặt. CEM-1 CCL cho thấy độ bền cơ học tốt, khả năng chống ẩm, độ phẳng, chịu nhiệt và tính chất điện do có thêm 2 lớp trong cấu trúc. Nó vượt qua CCL dựa trên giấy về mọi khía cạnh của hiệu suất. CEM-1 CCL có thể được sử dụng cho các ứng dụng PCB tần số cao, chẳng hạn như bộ điều chỉnh, công tắc nguồn, thiết bị siêu âm, bộ nguồn, v.v.

CEM-3 CCL: CEM-3 CCL được cải tiến từ FR-4. Cấu trúc được làm bằng vải không dệt tẩm nhựa epoxy, và vải sợi thủy tinh được gắn ở cả hai mặt và được ép nóng bằng lá đồng. Nó khác với FR-4 vì CEM-3 thay thế hầu hết vải sợi thủy tinh bằng một tấm thảm thủy tinh. Sự thay đổi này làm tăng tính linh hoạt của cơ tính cắt. CEM-3 CCL thường được sản xuất trực tiếp thành tấm phủ đồng hai mặt. Bởi vì thảm thủy tinh lỏng hơn sợi thủy tinh về cấu trúc, nên sự tiện lợi trong quá trình xử lý của nó cao hơn FR-4 trong quá trình khoan và nó cũng hiệu quả hơn FR-4 trong quá trình đục lỗ. Nhược điểm của CEM-3 so với FR-4 là độ dày và độ chính xác của CEM-3 không bằng FR-4, độ méo sau khi hàn cũng cao hơn FR-4.

Các loại cơ sở vật liệu đặc biệt bao gồm BT, PI, PPO, MS, v.v. Ngoài việc được phân loại theo chất kết dính nhựa được sử dụng trong bảng, CCL có nhiều phương pháp phân loại, chẳng hạn như phân loại theo tính năng chống cháy. CCL có thể được chia thành các bảng: chống cháy (cấp UL94-V0, UL94-V1) và loại không chống cháy (cấp UL94-HB); và các quá trình liên kết chính được chia thành hai loại: phương pháp liên kết trực tiếp và các phương pháp liên kết cán màng.

Liên quan:

Lớp phủ Vs Resins cho PCB: Điều gì tốt nhất để bảo vệ?

Quy trình sản xuất FR-4 CCL PCB

Vật chất: Nguyên liệu để sản xuất FR-4 CCL chủ yếu bao gồm vải sợi thủy tinh, lá đồng và nhựa epoxy.

Vải sợi thủy tinh ： Nó đóng một vai trò hỗ trợ trong tấm laminate phủ đồng. Nếu có nhu cầu khoan laser, vải thủy tinh được chia thành vải laser (như 1080LD) và vải không laser.

2. Nhựa Epoxy: Nó đóng vai trò cách nhiệt trong tấm laminate mạ đồng.

3. Lá đồng ： Nó chỉ đóng vai trò dẫn điện trong các tấm đồng phủ。 Lá đồng được chia thành đồng điện phân và đồng cuộn theo phương pháp sản xuất. Hiện tại, CCL chủ yếu sử dụng lá đồng điện phân. Lá đồng thường được sản xuất bằng cách mạ điện trên con lăn để tạo ra lá len, sau đó được xử lý thô, xử lý lớp chịu nhiệt và xử lý thụ động. Màu sắc chính của xử lý bề mặt nhám lá đồng là: vàng, đỏ và xám.

Quy trình sản xuất

1. Trộn

Pha trộn là trộn đều nhựa epoxy, chất đóng rắn, chất xúc tiến, dung môi và các nguyên liệu thô khác theo một tỷ lệ nhất định. Mục đích chính của keo hỗn hợp là để tẩm vải sợi thủy tinh và các vật liệu gia cố khác. Nó kết hợp chặt chẽ giữa lá đồng và vải sợi thủy tinh và cho phép sản phẩm có các tính năng chống cháy và chịu nhiệt. Vì vậy, đúng là các đặc tính của RF-4 CCL cuối cùng phụ thuộc vào loại keo.

2. Liên kết

Liên kết bôi keo đều trên vải thủy tinh và sau đó làm cho nhựa ở trạng thái bán đóng rắn bằng cách nướng máy dán. Chúng tôi gọi nó là prepreg. Trong quá trình này, các chỉ số sau đây cần được kiểm soát.

 - Hàm lượng nhựa RC%

- RF di động%

- Thời gian gel GT (s)

- VC% dễ bay hơi

3. Cắt lát

Cắt hình dạng theo yêu cầu kích thước PCB

4. Nằm lên

Nó được xếp chồng lên nhau và liên kết với tấm theo yêu cầu về độ dày, và đảm bảo rằng chồng được căn chỉnh với cấu trúc cấu hình được chỉ định trong tài liệu thiết kế. Sau đó kết dính các lá cooper phù hợp với độ dày tương ứng theo đơn đặt hàng của khách hàng, thường trong khoảng 1 / 2oz đến 2oz. Ngoài ra, việc thêm một tấm thép vào giữa mỗi tấm lá đồng và xếp một số tấm nhất định ngay ngắn vào một cuốn sách tương ứng với một lần mở máy ép.

5. Cán màng

Cán màng là làm nóng và ép vật liệu bằng lá đồng trong máy ép để làm tan chảy lại, chảy và đông đặc hoàn toàn nhựa tấm kết dính ở trạng thái bán đóng rắn để tấm kết dính được liên kết với tấm kết dính và tấm kết dính. Tấm và lá đồng được liên kết chặt chẽ với nhau.

6. Tách và cắt

Tách tấm thép ra khỏi tổ hợp để làm sạch và tái chế. FR-4 CCL sau đó chảy vào quá trình cắt. Trong quy trình này, FR-4 CCL được cắt thành kích thước tương ứng.

8 Kiểm tra

Việc kiểm tra chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực dưới đây

một. Vẻ bề ngoài

 - yêu cầu thẩm mỹ

b. Dung sai độ dày

- Đáp ứng các yêu cầu về độ dày lắp đặt

- Đáp ứng các thông số kỹ thuật về cường độ cài đặt

- Tuân thủ các đặc tính cách điện

- Kiểm soát đảm bảo các đặc tính trở kháng

c. cong vênh

- Đáp ứng các yêu cầu về xử lý PCB và lắp thành phần, và lắp ráp

đ. Tg

- Đáp ứng chỉ số tính năng chịu nhiệt vật lý. Nhiệt độ tối đa để duy trì độ cứng của tấm xác định nhiệt độ xử lý và sử dụng của tấm

e. Sức mạnh lột da

- Đáp ứng các yêu cầu về sức bền. Độ bền của vỏ sẽ ảnh hưởng đến độ tin cậy của PCB. Cao quá không có lợi cho việc khắc. Quá thấp, độ tin cậy kém, xảy ra tình trạng ngắt kết nối.

Các điểm kiểm soát chất lượng chính của FR-4 CCL

1. Công thức nhựa

Sử dụng nhựa và chất đóng rắn có chuỗi phân tử dài hơn và tính linh hoạt tốt hơn có thể làm giảm sự cong vênh của bề mặt. Ví dụ, các tấm phủ đồng phủ giấy làm từ giấy đã giải quyết hiệu quả vấn đề cong vênh của tấm phủ đồng kể từ khi sử dụng nhựa phenolic biến tính từ dầu tung.

2. Kiểm tra chất lượng vải sợi thủy tinh

Có sự khác biệt rõ ràng về chất lượng của các sản phẩm FR-4 CCL do các nhà sản xuất vải sợi thủy tinh khác nhau cung cấp. Chúng tôi nhận thấy rằng cùng một dung dịch keo và điều kiện sản xuất giống nhau được sản xuất bằng cách sử dụng giấy từ các nhà sản xuất khác nhau để sản xuất đồng cán mỏng như nhau. Hướng uốn cong của các lớp mạ đồng một mặt sẽ khác đối với các lớp mạ đồng. Ngoài ra, theo hiện tượng này, trong sản xuất giấy cán đồng phủ giấy, chúng ta có thể trộn giấy với các mức độ cong vênh khác nhau để dán, trộn và xếp nguyên liệu. Chúng tôi cũng có thể làm các tấm phủ đồng với độ phẳng tốt. Từ những điều trên, việc kiểm tra chất lượng vải sợi thủy tinh là rất quan trọng trong thu mua và sản xuất.

3. Kiểm soát chặt chẽ các thông số kỹ thuật của từng mắt xích sản xuất

Trong quá trình sản xuất CCL, kiểm soát chặt chẽ các thông số kỹ thuật của từng mắt xích sản xuất để đảm bảo độ đồng nhất của hàm lượng nhựa, độ lưu động và thời gian đông kết của prereg, là biện pháp cần thiết để cải thiện độ phẳng của CCL. Trong số đó, việc xác định các chỉ tiêu kỹ thuật về độ lưu động và thời gian đông tụ là một vấn đề rất kỹ thuật. Việc thu thập dữ liệu thông qua nhiều thực tiễn sản xuất là cần thiết để tìm ra một chỉ số kiểm soát tốt hơn và các điều kiện của quá trình sản xuất. Hiện tại, một đồng hồ áp suất lưu lượng được sử dụng để đo prereg. Đây là một cách phổ biến để kiểm soát các thông số kỹ thuật và độ chính xác kiểm soát của nó tương đối cao, và nó có thể được sử dụng để mô phỏng động của thử nghiệm quá trình cán.

4. Kiểm soát căng thẳng

Khi dán chất nền, lực căng của máy dán phải nhỏ hơn là lớn. Sợi dọc và sợi ngang của vật liệu nhiều lớp không được đan chéo nhau, không được trộn lẫn các loại vải của các nhà sản xuất khác nhau và không được trộn lẫn các loại vải có quy cách khác nhau.

5 Kiểm soát nhiệt độ

Khi sản phẩm được ép nóng, cách tốt nhất là gia nhiệt bằng dầu dẫn nhiệt, chênh lệch nhiệt độ giữa các tấm ép nóng nhỏ hơn so với gia nhiệt bằng hơi nước. Tốc độ gia nhiệt phải ở mức vừa phải, chú ý đến tính lưu động và thời gian keo tụ của prereg, và thực hiện các điều chỉnh thích hợp tùy thuộc vào loại và độ dày của sản phẩm ép để giảm thiểu lượng keo chảy. Giả sử việc bố trí đường ống của tấm ép nóng và vị trí của đầu vào và đầu ra của nguồn nhiệt là không hợp lý. Trong trường hợp đó, nó cũng sẽ gây ra sự phân bố nhiệt độ không đồng đều của tấm ép nóng, điều này sẽ làm tăng độ cong vênh của sản phẩm. Tại thời điểm này, đĩa ép nóng nên được cải cách. Ngoài ra, tốc độ làm mát của bảng lớp ngoài cao hơn so với bảng lớp trong. Quá trình sản xuất có thể được làm mát bằng cách làm nguội giai đoạn. Đầu tiên, bạn dùng nước ấm hoặc dầu ấm để làm mát sao cho quá trình làm mát của công đoạn đầu tiên của sản phẩm diễn ra tương đối nhẹ nhàng, sau đó dùng nước lạnh hoặc nước lạnh. Làm mát dầu.

6. Thiết kế quy trình cán hợp lý

Thiết kế tốt về nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ và tốc độ tăng nhiệt và áp suất trong quá trình cán là điểm mấu chốt để ép ván tốt và giảm hiện tượng cong vênh. Ngoài ra, số lượng và độ mềm của giấy bồi cũng có ảnh hưởng nhất định, cần được điều chỉnh kịp thời. Độ dày và độ cứng của tấm inox cũng sẽ ảnh hưởng đến độ phẳng. Bạn có thể thử sử dụng một tấm thép không gỉ dày hơn và cứng hơn.

7. Giảm áp lực đúc

Sử dụng máy ép chân không để ép nóng, độ chân không càng cao thì việc thải các chất phân tử thấp càng dễ dàng. Áp suất càng thấp, tỷ trọng của sản phẩm càng cao. Áp suất càng thấp thì ứng suất bên trong của sản phẩm càng nhỏ. Đúc áp suất thấp và giảm lưu lượng keo là rất quan trọng để cải thiện độ phẳng của CCL và giảm các góc trắng.

8. Đóng gói và bảo quản Chất nền nên được bảo quản trong bao bì kín chống ẩm. Khi chất nền được bảo quản, nó phải bằng phẳng, không thẳng đứng. Nếu xếp chồng lên nhau và cất giữ, nên có một tấm bìa cứng giữa các túi. Thực tiễn đã chứng minh rằng nếu không tách được tấm ván cứng thì các sản phẩm bên dưới sẽ bị biến dạng.

9. Cân bằng thiết kế đồ họa mạch PCB

Thiết kế mẫu mạch PCB cần cân đối hơn. Nếu có một hình dẫn điện diện tích lớn, nó nên được lưới càng nhiều càng tốt để giảm căng thẳng.

10. Quy trình xử lý hợp lý

Trước khi chất nền được đưa vào sử dụng, cách tốt nhất là nướng bảng (nướng ở nhiệt độ gần TG bề mặt trong vài giờ) để làm giãn ứng suất của chất nền, có thể làm giảm sự cong vênh của chất nền trong quá trình sản xuất PCB. Ngoài ra, cố gắng sử dụng nhiệt độ xử lý thấp hơn trong quá trình sản xuất PCB để giảm sốc nhiệt. Cuối cùng, hướng của các ký tự nhãn hiệu trên đế CCL cho biết hướng của lực trong quá trình chế biến sản phẩm, thường được gọi là hướng dọc. Trong quá trình sản xuất PCB, hướng của các đường trong mẫu mạch phải phù hợp với hướng dọc của chất nền càng nhiều càng tốt để giảm ứng suất. Khi chế tạo một bảng nhiều lớp, cần chú ý đến việc làm cho hướng dọc chuẩn bị phù hợp với từng lớp của PCB.

Một số biện pháp san lấp mặt bằng cho các tấm mạ đồng bị cong vênh

1. Con lăn san lấp mặt bằng:

Máy san dạng con lăn được sử dụng để loại bỏ ván có độ cong vênh tương đối lớn trước, sau đó nó được san bằng máy san dạng con lăn rồi chuyển sang quy trình tiếp theo. Đối với sản phẩm cuối cùng, nếu vẫn còn sản phẩm bị cong vênh quá mức thì cũng được đưa đến máy san phẳng dạng con lăn nhỏ để san phẳng lại. Phương pháp này hiệu quả đối với bảng PCB có độ dày tương đối mỏng và ít biến dạng cong vênh.

2. Phương pháp san lấp mặt bằng báo chí:

Đối với bảng mạch PCB đã được hoàn thiện và độ cong vênh rõ ràng là không thể chịu đựng được và không thể san phẳng bằng máy san bằng con lăn, một số nhà máy sản xuất PCB đã đưa nó vào máy ép nhỏ và ép bảng PCB bị cong vênh trong vài giờ đến mười năm. Ép lạnh san lấp mặt bằng trong vài giờ.

3. Cung chết san lấp mặt bằng:

Đối với sự cong vênh của bảng PCB đã hoàn thành và việc sử dụng các phương pháp san lấp mặt bằng khác không có tác dụng, bạn nên sử dụng khuôn dập cung và phương pháp san lấp mặt bằng ép nóng của nó. Đầu tiên, theo diện tích của bảng PCB cần san phẳng, hãy làm một vài cặp khuôn nơ rất đơn giản. Bạn có thể kẹp bảng PCB cong vênh vào khuôn nơ rồi cho vào lò nướng để nướng và làm phẳng, hoặc làm mềm PCB trước rồi kẹp vào khuôn nơ. Nhấn và cấp.

Các kỹ sư cần lưu ý các chi tiết kỹ thuật dưới đây: khi chế tạo khuôn, hồ quang phải nhẵn; nhiệt độ và thời gian gia nhiệt phải thích hợp để tránh làm hỏng bề ngoài của tấm laminate cần làm phẳng.

Đối với các tấm có diện tích lớn, áp suất phải phù hợp khi một tấm có diện tích lớn được san bằng nhiệt bằng máy ép lớn. Lớn để tránh biến dạng khác của laminate.

Gói lại

Eashub có nhiều năm kinh nghiệm trong sản xuất vật liệu FR4 và FR-4 CLL PCB. Chúng tôi tiếp tục cung cấp PCB FR-4 CCL chất lượng cao cho khách hàng với mức giá cạnh tranh và chúng tôi chứng tỏ là một đối tác đáng tin cậy đối với khách hàng về PCB chất lượng cao.