What is Fr4 Circuit Board: Latest step by step Guide 2020

An ultimate beginners fr4 printed circuit board cost and advantages

Fr4 Circuit Board Introduction

The manufacture of electronic assemblies has long ceased to be the domain of แผงวงจร Fr4. The tools, components and materials available today have become better and cheaper for private users. so that the professional production of circuit boards has now become a hobby for many.

Planning, manufacturing and trying out electronic circuits is part of the large area of ​​do-it-yourself. It not only includes seasoned men. School children are also becoming more and more enthusiastic about the world of:

• Diodes
• transistors and

In order for the self-soldered แผงวงจร Fr4 to remain safe and operational for a long time, a suitable base material is crucial. Here, FR4 has developed into a new standard in recent years. We introduce the most popular material for printed circuit boards

What an FR4 circuit board has to do?

You can still find it in old radios: the cardboard circuit board. In the technical language “FR-2 hard paper” was said to be. However, it is what it is: Pressed pulp.

In the tube televisions of the 1960s, the cardboard was replaced by temperature-resistant. But very brittle Bakelite. But today’s highly sensitive components need a material for the production of แผงวงจร Fr4.

It remains durable and reliable within the set parameters. The FR4 plate is ideally suited for this. It is durable up to 100 ° C and does not delaminate. The plate offers excellent breaking strength and can withstand good mechanical and static loads.

Their most important advantage, however, is their resistance to leakage current and insulation. The special properties of แผงวงจร Fr4 make the material particularly suitable for etching circuit boards.

What is printed circuit?

A printed circuit is a set of copper tracks represented on an insulating support.

These tracks are used to connect the various components that make up the electronic circuit.

The insulating support can be made with two different materials:

1. Bakelitewhich is a yellow / brown phenolic resin, used a lot in the past.
2. แผงวงจร Fr4

แผงวงจร Fr4 has better electrical characteristics than Bakelite. But it is more expensive and spoils the bits more quickly when drilling.

Material for the circuit board

In the past, Pertinax was often used as the base material. Nowadays it is only used for cheap, mass-produced items. Glass fiber mats soaked in epoxy resin called FR4 have better tracking resistance and better high-frequency properties as well as lower water absorption than hard paper.

Material designations for the circuit board:

• FR1 = phenolic resin + paper (cheap type)
• FR2 = phenolic resin + paper (standard quality)
• FR3 = epoxy resin + paper
• FR4 = epoxy resin + fiberglass fabric
• FR5 = epoxy resin + fiberglass fabric (heat-resistant)

FR stands for flame retardant

For special applications, other materials are used in แผงวงจร Fr4. Such as:

• อลูมิเนียม
• Teflon
• or ceramic and polyester films for flexible printed circuit boards.

ในกรณีของแผงวงจร Fr4 with high demands on heat dissipation, base materials with electrically insulated metal cores are used. For instance, in the field of lighting technology with high-performance light emitting diodes. This material is also called Direct Bonded Copper, or Insulated metal substrate (IMS).

แผงวงจร Fr4 looked into the core

ชื่อ“ FR” หมายถึง“ สารหน่วงไฟ” นั่นคือสารหน่วงไฟ ในทางปฏิบัติหมายความว่าไม่มีไฟใดสามารถก่อตัวขึ้นบนแผงวงจรที่ทำจากวัสดุนี้ได้ ตัวเลขระบุระดับความต้านทาน

โดยพื้นฐานแล้ววงจรพิมพ์ FR4  เป็นวัสดุคอมโพสิต GRP ประกอบด้วยแผ่นรองพื้นหลายชั้นที่ทำจากผ้าแก้วเคลือบด้วยอีพอกซีเรซิน

ในระหว่างการใช้งานพิเศษเป็นแผ่นยึดสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จะต้องแนบความสำคัญอย่างยิ่ง มันคือการทำให้เสื่อผ้าอิ่มตัวสมบูรณ์ในการผลิตแผ่น FR4

โดยปกติจะใช้กระบวนการกดสูญญากาศสำหรับสิ่งนี้ นอกจากนี้ยังช่วยให้เรซินไหลไปรอบ ๆ เส้นใยสุดท้าย

ข้อดีของ Fr4 Circuit Board

The แผงวงจร Fr4 has proven its worth especially for use as a board base for two reasons:

• Heat resistance
• Short-circuit strength

The FR4 board is by no means non-flammable. But it offers a thermal fatigue strength of up to 100 ° Celsius. The maximum operating temperature can even reach up to 140 °.

However, for reasons of safety, manufacturers usually give a value below 100 ° C. If the thermal load is above the specified limit, the Fr4 Circuit panel does not catch fire immediately.

However, if the GRP material begins to delaminate, the electronic components no longer adhere to the base material. Therefore, the short-circuit resistance suffers.

The dielectric strength of a normal FR-4 plate is approx. 20 kV / mm. That in itself is a very astonishing value. because, as the unit says, it applies per millimeter.

The inexpensive and technically very resilient panels are therefore available from very low thicknesses. Even wafer-thin panels, for example 0.2 mm thick, can withstand 4 kV.

The commercially available formats range up to 20 millimeters thick. Here you are already in the range of 400 kV. Although the boards are only two centimeters thick, hobbyists have to work very hard to get into the limit areas when manufacturing แผงวงจร Fr4.

แผงวงจร Fr4 is Inexpensive, also in industrial quality

สิ่งที่ไม่เกี่ยวข้องกับงานอดิเรกและผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กึ่งมืออาชีพ ตัวอย่างเช่นแผ่นที่มีความหนา 1 มม. กว้าง 100 มม. และสูง 300 มม. มีราคาถูกมาก

แผงจึงมีราคาไม่แพงโดยรวม แผงวงจร Fr4 มีขนาดมาตรฐานกว้าง 500 มม. และยาว 300 มม. เนื่องจากการผลิตแผงวงจรพิมพ์มักจะต้องใช้รูปแบบที่เล็กกว่ามากบอร์ดขนาดนี้จึงใช้งานได้นาน

สำหรับวงจรทดลองในช่วงสูงสุด 24 โวลต์แผ่นที่มีความหนาต่ำก็เพียงพอแล้ว เหมาะสำหรับการทดลองของนักเรียนและวงจรเริ่มต้น แผ่นบางยังหมายความว่าช่วยประหยัดน้ำหนักได้มาก

ด้วยบอร์ดที่หนาขึ้นการผลิตแผงวงจร Fr4  สามารถเข้าหาได้อย่างกล้าหาญและก้าวหน้ามากขึ้น แผง GRP ที่แข็งแกร่งที่สุดที่ทำจาก FR4 มีความหนา 20 มม. แต่ความหนาของแผง 14 มม. เป็นเรื่องปกติสำหรับการใช้งานหลายประเภท