He aha ka ʻokoʻa ma waena o prepreg a me FR4?

Introduction

Ma ke aupuni o ka uila a me ka hana kaapuni, nā huaʻōlelo "prepreg" a me "FR4 epoxy"E piʻi pinepine i nā kūkākūkā e pili ana i nā mea i hoʻohana ʻia i ka hana ʻana o ka PCB (Printed Circuit Board). prepreg a me FR4, e ʻimi ana i kā lākou haku mele, waiwai, noi, a me nā noʻonoʻo e alakaʻi i kā lākou hoʻohana ʻana i ka ʻoihana uila.

I ka honua o ka uila, ʻo ke koho ʻana i nā mea no nā papa kaapuni paʻi (PCBs) he hoʻoholo koʻikoʻi e pili pono ana i ka hana, hilinaʻi, a me ke kumukūʻai o nā mea uila. Ma waena o nā mea like ʻole i loaʻa, prepreg a me FR4 ʻelua mau huaʻōlelo i ʻike pinepine ʻia. Ke manaʻo nei kēia ʻatikala e wehewehe i ka ʻokoʻa ma waena o prepreg a me FR4, e kālele ana i ka FR4 epoxy laminate, kahi pōhaku kihi i ka hana PCB.

He aha ka FR4 epoxy?

FR4 Papa Epoxy ʻO ka laminate, i kapa pinepine ʻia ʻo FR4, ua haku ʻia me kahi mea substrate i kapa ʻia ʻo fiberglass reinforced epoxy. Hoʻohana ka epoxy resin i mea hoʻopaʻa paʻa i ka hale, a hāʻawi ka fiberglass i ka hoʻoikaika mechanical. ʻO kahi mea hoʻohui i hana ʻia mai kēia hui ʻana i loaʻa ka ikaika mechanical maikaʻi loa a me nā waiwai insulation uila. ʻO ka huaʻōlelo "FR4" ponoʻī e hōʻike i kahi mea pale ahi e hoʻokō i nā alakaʻi kikoʻī no ka palekana a me ka hilinaʻi i nā hāmeʻa.

Hoʻokomo maʻamau ke ʻano o FR4 i kahi mea fiberglass i ulana ʻia me ka epoxy tar. Hoʻokumu ʻia kahi laminate paʻa ma ka hoʻōla ʻana i ka mea i hoʻopili ʻia i kahi wela kiʻekiʻe a me ke kaomi. Hiki ke hoʻopili ʻia nā waiwai uila a me ka mechanical FR4 laminate hope loa e ka ratio o ka fiberglass i ka resin a me ke ʻano ulana kikoʻī o ka lole fiberglass. Hiki i nā mea hana ke hoʻololi i kēia mau palena e hoʻoponopono i nā mea no nā noi like ʻole, hoʻoponopono i nā mea like e like me ka hiki ʻole, ka hoʻololi ʻana, a me ka conductivity mahana.

PCB

Pehea e hoʻohālikelike ai ʻo FR4 me nā mea PCB ʻē aʻe?

FR4 epoxy Kū ka laminate ma waena o nā mea PCB ma muli o kāna hui maikaʻi ʻana o nā waiwai a me ke kumukūʻai. ʻO ia ka mea maʻamau i hoʻopili ʻia i ka ʻoihana paʻi kaapuni (PCB), e hāʻawi ana i ka lokahi kūpaʻa ma waena o ka hoʻokō a me ke kūpono. ʻO FR4 kahi mea hoʻohuihui pale ahi i hana ʻia me ka lole fiberglass i ulana ʻia a me kahi mea hoʻopili epoxy resin (no laila ka inoa "FR"). Aia kekahi mau hiʻohiʻona koʻikoʻi e hoʻolilo i kēia mea i mea kūpono no ka nui o nā noi uila, ʻo ia ke kumu i kaulana loa ai.

Ma lalo o nā kūlana kaiapuni like ʻole, ʻo ke kūpaʻa wela o FR4 a me ka pono dimensional kekahi o kāna mau pono mua. ʻO kēia ikaika e hōʻoiaʻiʻo i nā kaapuni uila e pili ana i nā substrates FR4 e hoʻomau i ka hoʻokō pono ʻana i ka wā lōʻihi, i kēlā me kēia hanana, ke ʻike ʻia i ke kaʻa uila mehana a me nā mea ʻē aʻe. Hōʻike pū ka paʻa paʻa e hiki iā FR4 ke hoʻomanawanui i ka ikaika i hana ʻia i ka wā o ka hoʻopaʻa ʻana me ka ʻole o ka pōʻino, e kūpono ana i ka hapa nui o nā hana hōʻiliʻili uila.

He mea koʻikoʻi ka ikaika mechanical kiʻekiʻe o FR4 no ke kākoʻo ʻana i nā ʻāpana a me ka pale ʻana i nā koʻikoʻi mechanical i ka wā o ka hui a me ka hana. ʻO ka rigidity i hāʻawi ʻia e ka fiberglass reinforcement ma FR4 e hōʻoia i ka mālama ʻana o ka PCB i kona ʻano a me kona kūpaʻa ʻana ma lalo o nā ukana mechanical. He mea koʻikoʻi loa kēia i nā noi kahi e ʻike ʻia ai ka PCB i nā haʻalulu a i ʻole nā ​​haʻalulu mechanical, e like me ke kaʻa a i ʻole nā ​​hāmeʻa hou.

Hoʻohālikelike ʻia me nā mea PCB ʻē aʻe e like me nā substrate earthenware, polyimide, a i ʻole nā ​​​​mea hana PCB hiki ke hoʻololi ʻia, hāʻawi ʻo FR4 i kahi hoʻonohonoho o nā waiwai i hoʻololi ʻia ma ke kumu kūʻai haʻahaʻa. No ka laʻana, ʻoi aku ka maikaʻi o nā substrate seramika, akā hāʻawi lākou i ka conductivity thermal maikaʻi a hiki ke hana i nā mahana kiʻekiʻe. ʻO kēia ka mea i kūpono i nā seramika no ka hoʻokō maikaʻi a i ʻole nā ​​noi mana kiʻekiʻe akā ʻaʻole nui loa no nā kūlana maʻalahi a noi pololei paha.

ʻO nā kiʻiʻoniʻoni Polyimide a me nā mea PCB hikiwawe ʻē aʻe ka pono o ka maʻalahi, hiki i nā hoʻolālā hiki ke hoʻopiʻi ʻia a hoʻopili ʻia e komo i nā wahi liʻiliʻi. ʻOiai he mea nui kēia hoʻololi ʻana i nā noi kikoʻī e like me ka hāmeʻa hiki ke hoʻohana ʻia a i ʻole nā ​​​​hui ʻekolu-layered paʻakikī, hiki pinepine nā PCB hiki ke hoʻololi ʻia me ka uku nui a me nā ʻano hana like ʻole i hoʻohālikelike ʻia me nā pepa FR4 unbending. Eia kekahi, ʻaʻole hāʻawi ʻia nā mea hiki ke hoʻololi ʻia e like me ka ikaika mechanical e like me FR4, kaohi ʻana i kā lākou hoʻohana ʻana i nā noi kahi kumu ʻole a me ke kākoʻo.

ʻO nā waiwai pale uila o FR4 kekahi pono koʻikoʻi. He ikaika dielectric kiʻekiʻe ka mea, ʻo ia ka mea hiki ke pale maikaʻi i ke kahe uila, ʻo ia ka mea nui no ka pale ʻana i nā pōkole pōkole a mālama i ka hōʻailona ʻoiaʻiʻo. I nā hoʻolālā PCB kiʻekiʻe, kahi i hoʻopili paʻa ʻia nā ʻāpana, pono kēia waiwai.

Eia naʻe, ka hana o FR4 Papa Epoxy hiki ke loli ma muli o kekahi mau kumu. Hoʻopili kēia i ke ʻano a me ke ʻano o ka epoxy sap i hoʻohana ʻia, ka mānoanoa o ka pahu keleawe i pili i ka uhi, a me ke ʻano ulana aniani o ke kākoʻo fiberglass. No ka laʻana, ʻoi aku ka nui o ka ʻike tar kiʻekiʻe i ka ikaika mechanical akā hiki ke hoʻopili i nā waiwai uila e like me ka dielectric consistent a me ka pōʻino digression. Pono nā mea hoʻolālā a me nā mea hoʻolālā e noʻonoʻo i kēia mau mea i ke koho ʻana iā FR4 no kā lākou PCB hoʻolālā e hōʻoia i ka hoʻokō kūpono a me ka maikaʻi ʻole.

Hoʻopili pū ʻia nā overlay FR4 e ko lākou hiki ke ahi. Hoʻokō ka mea maʻamau FR4 i nā kūlana flammability UL94 V-0, ʻo ia hoʻi, hoʻopau ʻo ia i ke ahi ma kahi kikoʻī kū i loko o ʻumi kekona; ʻae ʻia nā ʻāpana liʻiliʻi no ka lōʻihi ʻaʻole e hoʻonui ʻia. Ma muli o kēia waiwai, ʻo FR4 kahi koho palekana no nā mea uila uila, i pili i nā kānāwai palekana ahi.

I ka hiki ʻana mai i nā kaʻina hana PCB e like me ka drilling, routing, a me ka soldering, hana maʻalahi me FR4. Hoʻohui kēia maʻalahi o ka lawelawe ʻana i kona hoʻokipa ākea i ka ʻoihana. Hiki ke hoʻohana lima ʻia ka mea hana e hana i nā puka pololei a me ka hahai ʻana, he mea nui ia no nā interconnects mānoanoa kiʻekiʻe i ʻike ʻia i nā hāmeʻa uila i kēia lā.

ʻOiai ʻo FR4 he maʻalahi loa a hoʻohana maʻamau, aia nā palena. No nā noi e koi ana i nā alapine kiʻekiʻe a i ʻole nā ​​wela kiʻekiʻe loa, pono paha nā mea kikoʻī e like me Rogers overlays (ʻo ia ka mea e manaʻo ai i nā pōʻino dielectric haʻahaʻa) a i ʻole nā ​​​​palapala lepo. ʻOi aku ka maikaʻi o kēia mau mea ma lalo o kēia mau kūlana paʻakikī, akā ʻoi aku ke kumukūʻai a koi aku i nā kaʻina hana paʻakikī.

He aha nā waiwai nui o ka FR4 epoxy laminate?

ʻO ka hoʻomaopopo ʻana i nā waiwai koʻikoʻi o FR4 epoxy overlay he mea nui ia no ka nānā ʻana i kona kūpono no nā noi like ʻole i ka lako. ʻO nā waiwai insulation uila maikaʻi loa o FR4 he mea kaulana a koʻikoʻi no ka pale ʻana i ka hōʻailona hōʻailona a me ka hōʻoia ʻana i ka hana kaapuni pono. ʻO ka hiki ke hoʻomanawanui i nā volta kiʻekiʻe a hāʻawi i kahi dielectric paʻa i kūpono no nā noi e koi ana i ka hoʻouna ʻana i ka hōʻailona kiʻekiʻe.

ʻO ka mīkini, hāʻawi ʻo FR4 i ke kūpaʻa dimensional maikaʻi, ʻo ia ka mea e paʻa i kona ʻano a me ka nui ma lalo o nā ʻano koʻikoʻi wela a me nā mechanical. He mea koʻikoʻi kēia waiwai i nā noi kahi i hoʻopaʻa ʻia ai nā ʻāpana a i ʻole kahi PCB i hoʻopili ʻia i nā loli wela. Eia kekahi, hōʻike ʻo FR4 i ka haʻahaʻa wai haʻahaʻa, e kōkua ana i ka mālama ʻana i kāna mau uila a me nā ʻenehana i loko o nā wahi haʻahaʻa a i ka wā o ke kaʻina hana.

ʻO kekahi hiʻohiʻona koʻikoʻi o ka FR4 ʻo ia kona ʻano flame-retardant, kahi e hoʻonui ai i ka palekana o nā mea uila ma o ka hōʻemi ʻana i ka hopena o ka hoʻolaha ʻana o ke ahi i ka hihia o ka hemahema o ka ʻāpana a i ʻole nā ​​kumu hoʻāla waho. He mea koʻikoʻi kēia waiwai i nā noi kahi e pono ai ka mālama ʻana i nā kūlana palekana e like me UL 94.

I ka hopena, oiai FR4 epoxy Hāʻawi ka laminate i kahi hopena koʻikoʻi no nā noi PCB he nui, ʻo kona kūpono e pili ana i ka hoʻomaopopo ʻana i kāna mau waiwai kikoʻī a pehea lākou e kūlike ai me nā koi o ka hoʻolālā uila i manaʻo ʻia. Ma ka loiloi pono ʻana i nā mea e like me ka haku mele ʻana, ka ikaika mechanical, ka insulation uila, a me ke kūpaʻa wela, hiki i nā ʻenekini ke koho wiwo ʻole iā FR4 a i ʻole e ʻimi i nā mea ʻē aʻe e hoʻokō ai i ka hana maikaʻi loa a me ka hilinaʻi i kā lākou huahana uila.

E hoʻomaopopo ':

1. Nā Kūlana IPC, "IPC-4101D: Mea kiko'ī no nā mea kumu no nā Papa Pa'i Pa'i Pa'i a me Multilayer," IPC (Association Connecting Electronics Industries), 2017.
2. Lee W. Ritchey, "Kākau i ka Manawa Mua, He Buke Ho'oma'ama'a ma ka PCB Ki'eki'e a me ka Ho'olālā Pūnaehana," Speeding Edge, 2003.
3. John R. Barnes, "Electronics Reliability and Measurement Technology: Nondestructive Evaluation," CRC Press, 2018.
4. Thomas F. Schubert, "High Speed ​​Digital Design: A Handbook of Black Magic," Prentice Hall, 2003.
5. Douglas Brooks, "Signal Integrity Issues and Printed Circuit Board Design," IEEE Press, 2003.
6. ʻO Rick Hartley, "Nā Hana Hoʻolālā PCB Kiʻekiʻe," Speeding Edge, 2019.
7. Ken Coffman, "Ka Hoʻolālā ʻana i nā Papa Kaapuni me ʻEAGLE: Hana i nā PCB Koʻikoʻi Kiʻekiʻe ma ke kumukūʻai haʻahaʻa," Maker Media, Inc, 2014.
8. ʻO Michael Pecht, "Nā Papa Kaapuni Paʻi: Hoʻolālā, Hana, Hui a me ka Ho'āʻo," Springer, 2010.
9. American Society for Testing and Materials, "ASTM D3039/D3039M-17: Keʻano ho'āʻo maʻamau no nā waiwai Tensile o Polymer Matrix Composite Materials," ASTM International, 2017.
10. Jean-Pierre Colinge, "Nanoscale CMOS: Nā Mea Hana Hou, Hoʻohālike a Hoʻohālikelike," Springer Science & Business Media, 2010.

Hoʻopili kēia mau kuhikuhi i nā kumuhana pili i nā mea PCB, ka hoʻolālā, ka hana ʻana, a me ka hilinaʻi, e hāʻawi ana i nā kumu mana no ka heluhelu hou a me ka ʻimi ʻana i ke kumuhana.

hoouna aku