PCBブログ - FR-4 VSアルミプレート

FR4回路板の材料はガラスファイバーおよびエポキシ樹脂の複合材料であり、ガラスファイバー布mpregnateエポキシ樹脂としても知られています。通常,ガラス通エエポキシ樹脂へのガラスファイバーの比率は1:2.Itsの利点は良い耐熱性,安定した電気絶熱性能,および高い機械強度を含み,さまざまな電子装置で広く使用されます.CTE (熱膨張系数) は,温度変化に応じて材料が膨張する程度であり,通常 ppm/°C (1℃あたり1,000パート) で表現されます.FR-4は,CTE値を約15〜19 ppm/°Cに持ち,大半の有機カプセル化ニーズに適しています.低CTEパッケージに対する業界需要が増加するにつれて、FR-4のCTEはより多くの審査を受けている。

CTEは,特に熱循環にさらされる場合,PCBの性能にとって重要です.異なる材料間のCTEの不一致は,機械故障につながる可能性のあるストレスを引き起こす可能性があります.具体的には、FR-4が他の材料（例えば銅）と組み合わせられた場合、各材料の異なる膨張率により、温度変化はインターフェイスで裂きや皮を引き起こす可能性があります。FR-4材料の水平と垂直のCTE (CTEx,CTEy,CTEz) は,設計の信頼性を確保するために正確に考慮する必要があります.

FR4回路板の製造プロセスは、次のステップとして要約することができます

ガラスファイバー布の1.Preparation:ガラスファイバーはガラスファイバー布を形成するためにルームによって接続されます。

2.Rough処理:大型型型に準備されたガラスファイバー布を置き、エポキシ樹脂を加え、それを形成するために熱い圧迫技術でそれを治します。

3.Precision処理:事前に処理されたガラスファイバー布は掘削、銅沉積、およびFR4回路板の様々な仕様およびモデルを作り出すために点検を通じて処理されます。

FR-4は印刷回路板（PCB）のために一般的に使用される基板であり、その熱膨張系数（CTE）は電子産業のいくつかのアプリケーションで重要です。

1.Thermal 管理および次元安定性

FR-4材料のCTEは通常50-70 x 10^-6/°Cの範囲で,温度変化中の次元安定性を表します.電子デバイスが動作しているとき,熱の生成により,材料が拡大または縮小し,CTEが過度に高いと,板が変形し,信頼性に影響を与える可能性があります.設計者は,様々な操作条件でボードのスムーズな動作を確保するためにCTEの影響を考慮する必要があります.

2.溶接の信頼性

溶接プロセスでは,回路板は急速な熱サイクルを経験し,急激な温度の上昇と下降は,溶接接触が悪く,その後の接続故障を引き起こす可能性があります.CTEに適した材料を選択することで,熱圧を減らし,溶接接合の強さと信頼性を保証できます.これは,電子機器の高密度組み立てとミニチュア化に特に重要です.

3.高周波回路の適用の重要性

高周波回路には,材料の介電特性と熱膨張特性に関する厳格な要求があります.FR-4は高周波アプリケーションで,材料が適切に選択されない場合,信号遅延と信信信信号高高信信信号遅延と高高高周波数アプリケーションでは,信号遅延とFR-FR-4は,信号遅延適切なCTEにより,ボードは動作周波数で良い信号の完全性を維持することができ,高周波回路の設計における重要な要因の1つです.

4.コスト効果性の考慮

FR-4は他の材料（例えば陶磁器、PTFEなど）に比べて低コストで比較的安定した性能オプションです。コスト・ベニティの観点から,FR-4は,基本的なCTE要件を満たすとともに,生産における高度な経済性を提供します.このコスト/パフォーマンスの利点は、FR-4をいくつかの分野、特に消費電子機器の領域で支配的な材料にした。

アルミプレートは,優れた散熱機能を持つ金属ベースのアアアルミプレートです.一般的に,単一のパネルは,3層構造,すなわち回路層 (銅ホイル),絶熱層,および金属基板から構成されています.ハイエンド使用のためのいくつかの設計はまた回路層、断熱層、アルミニウム基盤、断熱層、および回路層の構造を持つ二面板です。非常に少ないアプリケーションは、絶熱層およびアルミニウム版と普通の多層板を結合することによって作ることができる多層板です。

FR-4とアルミプレートの違い

1.パフォーマンス

アルミプレートとFR-4プレートの比較から,異なる基板材料のワイヤー(銅ワイヤー)とヒュージュ電流の比較は,金属基板の高散熱により,伝導性が大幅に改善され,別の視点からアルミプレートの高散熱特性を示しています.アルミ基板の散熱は,その絶熱層の厚さと熱伝導性と関連しています.断熱層が薄くなるほど,アルミ板の熱伝導性が高くなる (しかし圧力抵抗性が低くなる).

2.処理可能性

アルミプレートはFR-4プレートより優れた高い機械強度と堅さを持っています。この目的のために,大面積の印刷された板は,大きな部品を取り付けることができるアルミ板に作ることができます.

3.電磁屏蔽性能

回路の性能を確保するために,電子製品の特定の部品は,電磁波放射と干電電を防ぐ必要があります.アルミニウムプレートは,電磁波を保護するための保護プレートとして機能することができます.

4.Thermal 膨張系数

一般的なFR-4の熱膨張,特に板の厚さにより,金属化された穴やワイヤーの品質に影響を与えます.主な理由は,原材料の銅の熱膨張系数は厚さ17 * 106cm/cm-Cであり,FR-4版の熱膨張系数は110 * 106cm/cm-cであり,それは重要な違いを持ち,加熱基板の膨張,銅線の変化,および金属穴の破裂によって引き起こされる製品の信頼性への損傷に傾向があることです.アルミニウム板の熱膨張系数は通常のFR-4板より小さく,銅ホイルの熱膨張系数に近い50 × 106 cm / cm-Cです.

5.アプリケーションフィールド

FR-4ボードは一般回路設計および普通の電子製品に適しています。アルミプレートは,LEDライトボードなどの高い散熱要件の電子製品で頻繁に使用されます.

FR4はPCB製造で最も一般的に使用されている板の1つであるガラスFRBFR4はガラスファイバー強化されたエポキシ樹脂板です。優れた機械強度、耐熱性、および電気性能があり、高温および周波数で働くことができます。FR4板には高精度電子製品の製造に適した熱膨張系数および良い安定性が小さいです。

アルミプレートは,アルミプレート,断熱層,銅ホイルから構成された金属基板です.高電力電子製品の製造に適した優れた熱伝導性と散熱性能を持っています.アルミプレートの散熱性能はFR4プレートより良いので,高電力LEDライト,高電力周波数変換器および他の電子製品の製造に適しています.

PCBボードの多様性は,電子製品の製造により多くの選択肢を提供します.ボードの選択では,パフォーマンス要件,作業環境,電子製品のコストなどの要因を包括的に考慮する必要があります.FR4対アルミ板は実際の状況に応じて選択する必要がある利点と不利点を持っています。