مواد خام FR: چرا این اولین انتخاب برای قطعات الکترونیکی است؟ چگونه FR4 عایق و تاخیر در شعله را متعادل می کند؟

1. چه مزایایی مواد خام FR را به انتخاب ترجیحی برای قطعات الکترونیکی تبدیل می کند؟

مواد خام FR (Flame Retardant) به دلیل ترکیب منحصر به فرد خود از عملکرد، ایمنی و سازگاری به مواد اصلی برای قطعات الکترونیکی تبدیل شده‌اند که به نقاط دردناک اصلی سیستم‌های الکترونیکی مانند خطر آتش‌سوزی، پایداری سیگنال و مقاومت در برابر محیط‌زیست می‌پردازد.

تاخیر در شعله ذاتی: از بین بردن خطرات آتش سوزی در فضاهای محدود

قطعات الکترونیکی (مانند بردهای مدار، کانکتورها) اغلب در طرح‌بندی‌های متراکم (مانند کابینت‌های سرور، واحدهای کنترل الکترونیکی خودرو) استفاده می‌شوند، جایی که آتش‌سوزی یک جزء می‌تواند باعث واکنش زنجیره‌ای شود. مواد خام FR s برای مقاومت در برابر احتراق طراحی شده اند: آنها یا ظرف 10 ثانیه پس از خروج از منبع آتش خاموش می شوند (با استاندارد UL94 V-0 بازدارنده شعله) یا مواد مذاب چکه نمی کنند (با جلوگیری از اشتعال ثانویه). بر خلاف مواد مقاوم در برابر شعله (مانند رزین اپوکسی معمولی)، که به طور مداوم می سوزند و گازهای سمی (مانند مونوکسید کربن، کلرید هیدروژن) را هنگام گرم شدن آزاد می کنند، مواد FR می توانند در صورت اتصال کوتاه یا اضافه بار سرعت گسترش آتش را تا 80٪ کاهش دهند که برای محافظت از تجهیزات الکترونیکی گران قیمت و اطمینان از ایمنی پرسنل بسیار مهم است.

عملکرد عایق پایدار: تضمین دقت انتقال سیگنال

قطعات الکترونیکی برای جلوگیری از نشت جریان و تداخل سیگنال به مواد عایق متکی هستند. مواد خام FR خواص دی الکتریک عالی دارند: مقاومت حجمی آنها معمولاً ≥1014 Ω·cm (100 برابر بیشتر از مواد عایق غیر FR) است و مماس تلفات دی الکتریک (tanδ) ≤0.02 در 1 مگاهرتز است. این بدان معنی است که آنها می توانند عایق پایدار را حتی در محیط های سیگنال فرکانس بالا (مانند اجزای ایستگاه پایه 5G، دستگاه های الکترونیکی هوافضا) حفظ کنند، از تضعیف سیگنال یا تداخل اجتناب کنند. به عنوان مثال، در یک برد مدار پرسرعت، مواد FR اطمینان حاصل می کنند که افت ولتاژ بین مدارهای مجاور کمتر از 0.1 ولت است و نیازهای دقیق انتقال سیگنال الکترونیکی را برآورده می کند.

سازگاری با محیط: تحمل شرایط سخت کاری

قطعات الکترونیکی در محیط‌های متنوعی کار می‌کنند - از محفظه‌های موتور خودرو با دمای بالا (دمای محیط تا 125 درجه سانتیگراد) تا کابینت‌های ارتباطی مرطوب در فضای باز (رطوبت نسبی بیش از 95٪). مواد خام FR دارای مقاومت محیطی قوی هستند:

مقاومت در برابر دمای بالا: اکثر مواد FR می توانند پایداری ساختاری را در دمای 130-180 درجه سانتیگراد با دمای انتقال شیشه ای (Tg) ≥130 ℃ حفظ کنند (Tg به دمایی اشاره دارد که در آن ماده از حالت صلب به حالت انعطاف پذیر تغییر می کند). به عنوان مثال، در ماژول های کنترل الکترونیکی خودرو، مواد FR حتی زمانی که دمای موتور به 150 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، نرم یا تغییر شکل نمی دهند.

مقاومت در برابر رطوبت: مواد FR جذب آب پایینی دارند (≤0.15٪ پس از 24 ساعت غوطه وری در آب 23 درجه سانتیگراد)، از تخریب عملکرد عایق ناشی از جذب رطوبت جلوگیری می کند. در مناطق ساحلی با رطوبت بالا، بردهای مدار مبتنی بر FR می توانند عملکرد عادی خود را برای بیش از 5 سال بدون نشتی حفظ کنند.

مقاومت شیمیایی: آنها در برابر مواد شیمیایی رایج صنعتی (مانند روغن موتور، مواد شوینده) مقاوم هستند و با این مواد برای تولید محصولات جانبی مضر واکنش نشان نمی‌دهند - اطمینان طولانی مدت در خودرو، کنترل صنعتی و سایر زمینه‌ها.

مقرون به صرفه بودن: متعادل کردن عملکرد و بودجه

در حالی که مواد خام FR کمی گرانتر از مواد غیر مقاوم در برابر شعله هستند (افزایش هزینه 10٪ - 20٪)، مزیت هزینه جامع آنها آشکار است. اول، آنها نیاز به اقدامات حفاظتی اضافی در برابر آتش (مانند نصب موانع آتش در کابینت های الکترونیکی) را کاهش می دهند و 30٪ -40٪ از هزینه های مواد کمکی را کاهش می دهند. دوم، عمر طولانی آنها (5-10 سال، دو برابر مواد غیر FR) تعداد دفعات تعویض و نگهداری قطعات را کاهش می دهد. به عنوان مثال، در یک مرکز داده بزرگ، استفاده از بردهای مدار مبتنی بر FR می تواند هزینه های تعمیر و نگهداری را تا 25 درصد در مدت 5 سال در مقایسه با جایگزین های غیر FR کاهش دهد.

2. مواد FR4 چیست؟ چرا پرکاربردترین ماده خام FR در قطعات الکترونیکی است؟

FR4 نوعی ماده کامپوزیت رزین اپوکسی تقویت شده با الیاف شیشه است و نام آن از استاندارد NEMA (انجمن ملی تولیدکنندگان برق) گرفته شده است - "FR" نشان دهنده بازدارنده شعله و "4" نشان دهنده نوع چهارم مواد بازدارنده شعله است. به دلیل عملکرد متعادل و فرآیند تولید بالغ، به اصلی ترین ماده خام FR در صنعت قطعات الکترونیکی تبدیل شده است.

ترکیب FR4: ساختار "سه هسته ای" عملکرد را تعیین می کند

FR4 از سه بخش کلیدی تشکیل شده است که هر کدام به عملکرد کلی آن کمک می کنند:

لایه تقویتی: از پارچه الیاف شیشه (معمولاً الیاف شیشه E) ساخته شده است که استحکام ساختاری را فراهم می کند. پارچه الیاف شیشه ای دارای استحکام کششی بالا (≥3000MPa) و ضریب انبساط حرارتی پایین (≤15×10-6/℃) است، که تضمین می کند که FR4 در طول پردازش (به عنوان مثال، حفاری تخته مدار، لحیم کاری) تاب نمی خورد یا تغییر شکل نمی دهد.

رزین ماتریکس: رزین اپوکسی اصلاح شده با افزودنی های بازدارنده شعله (مانند رزین اپوکسی برم دار، بازدارنده های شعله بر پایه فسفر). رزین پارچه فیبر شیشه ای را به یک کل متصل می کند و عایق و مقاوم در برابر شعله را فراهم می کند.

پرکننده: اجزای اختیاری مانند پودر سیلیس که می تواند رسانایی حرارتی و پایداری ابعادی مواد را تنظیم کند. برای قطعات الکترونیکی پرقدرت (به عنوان مثال، درایورهای LED)، افزودن پرکننده‌های رسانایی حرارتی بالا می‌تواند راندمان اتلاف گرما را 20 تا 30 درصد بهبود بخشد.

مزایای عملکرد FR4: برآورده کردن نیازهای چند بعدی قطعات الکترونیکی

در مقایسه با سایر مواد FR (مانند FR1، FR2)، FR4 دارای مزایای جامع آشکار است:

استحکام مکانیکی بالاتر: استحکام خمشی آن ≥450MPa (30% بالاتر از FR2) است که آن را برای قطعات الکترونیکی باربر (مانند بردهای مدار چاپی برای روبات‌های صنعتی که نیاز به مقاومت در برابر لرزش مکانیکی دارند) مناسب می‌کند.

محدوده انطباق دما گسترده تر: دمای استفاده مداوم از FR4 130-150 درجه سانتیگراد است و دمای مقاومت کوتاه مدت می تواند به 260 درجه سانتیگراد برسد (مطابق با الزامات دمای لحیم کاری بدون سرب قطعات الکترونیکی). در مقابل، FR1 را فقط می توان زیر 105 درجه سانتیگراد استفاده کرد که کاربرد آن را در محیط های با دمای بالا محدود می کند.

پردازش پذیری بهتر: FR4 را می توان به ورق های نازک (حداقل ضخامت 0.1 میلی متر) یا صفحات ضخیم (حداکثر ضخامت 50 میلی متر) پردازش کرد و از عملیات دقیق مانند حفاری لیزری (قطر سوراخ ≥0.1 میلی متر) و نصب روی سطح - با انطباق با روند کوچک سازی و تراکم قطعات الکترونیکی بالا پشتیبانی می کند.

دامنه کاربرد FR4: پوشش کل زنجیره صنعت الکترونیک

FR4 تقریباً در همه انواع قطعات الکترونیکی به طور گسترده استفاده می شود:

تخته مدار چاپی (PCB): ماده اصلی PCBهای یک طرفه، دو طرفه و چند لایه است که 90٪ از مصرف مواد خام PCBهای صلب را تشکیل می دهد.

محفظه های الکترونیکی: برای ساخت محفظه های عایق برای منابع تغذیه، کانکتورها و سنسورها استفاده می شود - از شوک الکتریکی و تداخل الکترومغناطیسی جلوگیری می کند.

اسپیسرهای عایق: در قطعات الکترونیکی با ولتاژ بالا (به عنوان مثال، ترانسفورماتورها، اینورترها)، از اسپیسرهای FR4 برای جداسازی سطوح مختلف ولتاژ استفاده می شود که ایمنی عایق را تضمین می کند.

سینک های حرارتی: FR4 اصلاح شده با رسانایی حرارتی بالا (رسانایی حرارتی ≥1.5W/(m·K)) به عنوان بستر اتلاف حرارت برای تراشه های LED و نیمه هادی های قدرت استفاده می شود و در برخی سناریوها برای کاهش وزن جایگزین سینک های حرارتی فلزی سنتی می شود.

3. چگونه FR4 عایق و تاخیر شعله را متعادل می کند؟ هسته اصلی در فرمول مواد و کنترل فرآیند نهفته است

تاخیر در شعله و عایق گاهی اوقات متقابلاً محدود می شوند - برخی از افزودنی های بازدارنده شعله ممکن است عملکرد عایق مواد را کاهش دهند. FR4 این تناقض را از طریق طراحی دقیق فرمول و کنترل دقیق فرآیند حل می کند و به "تعالی مضاعف" در هر دو ویژگی دست می یابد.

طراحی فرمول: انتخاب افزودنی های مقاوم در برابر شعله که بر عایق تأثیر نمی گذارند

کلید متعادل کردن عایق و تاخیر در شعله در انتخاب مواد افزودنی ضد شعله مناسب و کنترل دوز آنها نهفته است:

بازدارنده های شعله بروم دار (BFRs): FR4 سنتی از رزین اپوکسی برم دار به عنوان ماتریکس استفاده می کند، جایی که اتم های برم می توانند رادیکال های آزاد تولید شده در طی احتراق را جذب کنند (از واکنش زنجیره ای احتراق جلوگیری می کنند) و یک لایه کربن متراکم را روی سطح ماده تشکیل می دهند (مسدود کننده اکسیژن و انتقال حرارت). بازدارنده های شعله بروم دار راندمان بالایی دارند (افزودن 15% -20% می تواند استاندارد UL94 V-0 را برآورده کند) و سازگاری خوبی با رزین اپوکسی دارند - ساختار مولکولی رزین را از بین نمی برند، بنابراین عملکرد عایق FR4 به سختی تحت تاثیر قرار می گیرد (مقاومت حجمی ¹⁴1≥1 باقی می ماند).

بازدارنده های شعله مبتنی بر فسفر (غیر BFR): برای شرایط سازگار با محیط زیست (به عنوان مثال، استاندارد RoHS 2.0)، بازدارنده های شعله مبتنی بر فسفر (مانند فسفر قرمز، استرهای فسفات) به جای مواد برم دار استفاده می شود. بازدارنده‌های شعله‌دار مبتنی بر فسفر با تولید اسید فسفریک در حین احتراق عمل می‌کنند، که باعث می‌شود ماده یک لایه کربن تشکیل دهد و گازهای غیرقابل اشتعال (مثلاً نیتروژن) را برای رقیق کردن اکسیژن آزاد کند. برای جلوگیری از افزودنی‌های مبتنی بر فسفر که باعث کاهش عایق می‌شوند، تولیدکنندگان از «فناوری میکرو کپسوله‌سازی» استفاده می‌کنند - ذرات مبتنی بر فسفر را با لایه‌ای نازک از رزین اپوکسی می‌پوشانند، که بازدارنده شعله را از ماتریس عایق جدا می‌کند و مقاومت حجمی را تضمین می‌کند (مقاومت حجمی ¥10 · Ω 10 Ω هنوز ≳ است. از اکثر قطعات الکترونیکی).

بازدارنده شعله هم افزایی: با ترکیب دو یا چند بازدارنده شعله (به عنوان مثال، تری اکسید آنتیموان برم)، کارایی بازدارنده شعله بهبود می یابد و در عین حال دوز کل افزودنی را کاهش می دهد. به عنوان مثال، افزودن رزین 12 درصد برومه و تری اکسید آنتیموان 3 درصد می تواند به همان اثر بازدارنده شعله با افزودن 20 درصد رزین برومه به تنهایی دست یابد - افزودنی کمتر به معنای تأثیر کمتر بر عملکرد عایق است.

کنترل فرآیند: اطمینان از یکنواختی ساختار مواد برای جلوگیری از نقاط ضعف عایق

حتی با یک فرمول معقول، پردازش نامناسب می تواند منجر به توزیع نابرابر مواد بازدارنده شعله یا نقص در ساختار مواد شود که منجر به تخریب موضعی عایق می شود. تولید FR4 به شدت فرآیندهای زیر را کنترل می کند:

اشباع الیاف شیشه: پارچه الیاف شیشه به طور کامل با رزین اپوکسی بازدارنده شعله آغشته شده است و سرعت اشباع (1-2 متر در دقیقه) و ویسکوزیته رزین (500-800cP) کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که رزین در هر شکاف الیافی نفوذ می کند. این از "نقاط خشک" (مناطق بدون رزین) در مواد جلوگیری می کند - نقاط خشک عایق ضعیفی دارند و مستعد اشتعال هستند.

شکل دهی پرس داغ: پارچه فیبر شیشه ای آغشته به ورق ها در دمای بالا (160-180 درجه سانتیگراد) و فشار بالا (20-30MPa) فشرده می شود. زمان پرس گرم (30-60 دقیقه) با توجه به ضخامت ورق تنظیم می شود تا اطمینان حاصل شود که رزین کاملا پخته شده و مواد بازدارنده شعله به طور مساوی توزیع می شوند. عمل آوری بیش از حد باعث شکننده شدن مواد (کاهش استحکام مکانیکی) می شود، در حالی که خشک شدن کم باعث می شود رزین واکنشی نشان نداده باشد (هم باعث کاهش تاخیر شعله و هم عایق می شود).

درمان سطحی: پس از شکل‌گیری، ورق FR4 برای حذف عیوب سطحی (مانند سوراخ‌ها، گره‌های رزین) صیقل داده می‌شود. این عیوب به راحتی گرد و غبار و رطوبت را جمع می کنند که باعث کاهش مقاومت عایق سطح می شود. سطح جلا داده شده دارای زبری (Ra) ≤0.8μm است که عملکرد عایق پایدار را تضمین می کند.

تایید عملکرد: تست دوگانه تاخیر در شعله و عایق

برای اطمینان از اینکه FR4 هر دو الزامات عملکرد را برآورده می کند، تولید کنندگان قبل از خروج از کارخانه آزمایش های دقیق انجام می دهند:

تست تاخیر در شعله: طبق استاندارد UL94، نمونه FR4 (127mm×12.7mm×3.2mm) به مدت 10 ثانیه به صورت عمودی با شعله 10 میلی متری سوزانده می شود، سپس شعله خارج می شود. اگر نمونه در عرض 10 ثانیه خاموش شود و هیچ ماده مذابی چکه نکند، استاندارد V-0 را برآورده می کند.

تست عایق:

- تست مقاومت حجمی: مقاومت بین دو الکترود در ماده (ولتاژ اعمال شده 500 ولت DC) را که به ≥10¹3 Ω·cm نیاز دارد، اندازه گیری کنید.

- تست قدرت دی الکتریک: ولتاژ متناوب (50 هرتز) را روی نمونه FR4 اعمال کنید تا زمانی که خرابی رخ دهد، که به قدرت دی الکتریک ≥ 20 کیلو ولت بر میلی متر نیاز دارد (از عدم خرابی در قطعات الکترونیکی ولتاژ بالا اطمینان حاصل کنید).

- تست شاخص ردیابی (CTI): ولتاژی را که در آن سطح ماده یک مسیر رسانا را تحت تأثیر محلول (محلول کلرید آمونیوم 0.1٪) تشکیل می‌دهد که به CTI ≥175 ولت نیاز دارد (جلوگیری از نشت سطحی ناشی از رطوبت و گرد و غبار) اندازه‌گیری کنید.

4. هنگام انتخاب FR4 برای سناریوهای مختلف اجزای الکترونیکی چه عواملی باید در نظر گرفته شود؟

همه مواد FR4 یکسان نیستند - درجات مختلف FR4 از نظر مقاومت در برابر شعله، عایق و مقاومت در برابر دما تفاوت دارند. انتخاب باید بر اساس الزامات خاص قطعات الکترونیکی باشد.

انتخاب بر اساس سطح بازدارنده شعله: از حفاظت اولیه تا ایمنی بالا

FR4 طبق استانداردهای UL94 دارای گریدهای بازدارنده شعله متفاوت است و انتخاب بستگی به خطر آتش سوزی سناریوی کاربردی دارد:

درجه UL94 V-2: مناسب برای سناریوهای کم خطر (به عنوان مثال، لوازم الکترونیکی خانگی با قدرت کم، مانند کنترل از راه دور). نمونه ظرف 30 ثانیه پس از خروج از آتش خاموش می شود و مواد مذاب می توانند چکه کنند (اما پنبه زیر را مشتعل نمی کند).

درجه UL94 V-1: برای سناریوهای با خطر متوسط (به عنوان مثال، تجهیزات اداری مانند چاپگر). نمونه در عرض 30 ثانیه خودبخود خاموش می شود و هیچ ماده مذابی چکه نمی کند.

درجه UL94 V-0: برای سناریوهای پرخطر (به عنوان مثال، بردهای مدار سرور، اجزای محفظه موتور خودرو). نمونه در عرض 10 ثانیه خاموش می شود و هیچ ماده مذابی چکه نمی کند - این پرکاربردترین درجه FR4 است.

درجه UL94 5VA: برای سناریوهای پرخطر (به عنوان مثال، قطعات الکترونیکی هوافضا). نمونه با شعله 50 میلی متری به مدت 5 ثانیه سوزانده می شود، در عرض 60 ثانیه خود خاموش می شود و هیچ سوراخی ایجاد نمی شود (الزامات بازدارنده شعله بالاتر از V-0).

انتخاب بر اساس عملکرد عایق: سازگاری با محیط های فرکانس بالا و ولتاژ بالا

برای قطعات الکترونیکی با الزامات عایق سخت، FR4 درجه بالاتر باید انتخاب شود:

الزامات عایق عمومی (به عنوان مثال، بردهای مدار فرکانس پایین): FR4 معمولی (مقاومت حجمی ≥10¹4 Ω·cm، قدرت دی الکتریک ≥20kV/mm) کافی است.

محیط‌های فرکانس بالا (مانند اجزای آنتن 5G): FR4 فرکانس بالا با تلفات دی الکتریک کم (tanδ ≤0.015 در 10 گیگاهرتز) مورد نیاز است. این نوع FR4 از رزین اپوکسی کم تلفات و پارچه فیبر شیشه ای با خلوص بالا استفاده می کند و از تضعیف سیگنال ناشی از تلفات دی الکتریک بالا جلوگیری می کند.

محیط های ولتاژ بالا (به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای منبع تغذیه): ولتاژ بالا FR4 با قدرت دی الکتریک ≥30kV/mm انتخاب شده است. این ماده دارای عیوب داخلی کمتری است (مانند حباب ها، ناخالصی ها) برای جلوگیری از خرابی تحت ولتاژ بالا.

انتخاب بر اساس مقاومت در برابر دما: مطابقت با دمای عملیاتی اجزا

دمای انتقال شیشه ای (Tg) FR4 محدوده کاربرد در دمای بالا را تعیین می کند:

Tg پایین FR4 (Tg = 130-150 ℃): مناسب برای محیط های با دمای معمولی (به عنوان مثال، قطعات الکترونیکی خانگی، تجهیزات اداری)، که در آن دمای عملیاتی از 100 درجه بیشتر نمی شود.

Tg متوسط FR4 (Tg = 150-170 ℃): برای محیط های با دمای متوسط (به عنوان مثال، قطعات الکترونیکی روی برد خودرو، سیستم های کنترل صنعتی)، که در آن دمای عملیاتی 100-125 درجه سانتیگراد است.

Tg بالا FR4 (Tg ≥170℃): برای محیط های با دمای بالا (به عنوان مثال، اجزای محفظه موتور، لامپ های LED پرقدرت)، که در آن دمای کار 125-150 درجه است. Tg بالا FR4 از رزین اپوکسی اصلاح شده (به عنوان مثال رزین اپوکسی نوولاک) برای بهبود دمای انتقال شیشه ای استفاده می کند.

5. هنگام استفاده از مواد FR4 از کدام سوء تفاهمات رایج باید اجتناب کرد؟

سوء تفاهم 1: "FR4 غیر قابل اشتعال است"

FR4 به جای اینکه "غیر قابل اشتعال" باشد، "دیگر اشتعال" است. می تواند پس از خروج از منبع آتش خاموش شود، اما در صورت قرار گرفتن مداوم در معرض شعله های با دمای بالا (به عنوان مثال، شعله استیلن 1000 درجه سانتیگراد) همچنان می سوزد. بنابراین، در سناریوهای آتش سوزی شدید (به عنوان مثال، مدارهای کوتاه مدار در مقیاس بزرگ)، اقدامات حفاظتی اضافی در برابر آتش (مانند کابل های مقاوم در برابر آتش، سیستم های اطفاء حریق) همچنان مورد نیاز است و نمی توان به FR4 به تنهایی برای پیشگیری از آتش سوزی اعتماد کرد.

سوء تفاهم 2: "درجه بازدارنده شعله بالاتر به معنای عملکرد بهتر است"

دنبال کردن کورکورانه درجه های مقاوم در برابر شعله بالا (به عنوان مثال، استفاده از درجه FR4 UL94 5VA برای کنترل از راه دور معمولی خانگی) غیر ضروری است و هزینه ها را افزایش می دهد. گرید 5VA FR4 30 تا 50 درصد گرانتر از گرید V-0 است، اما برای سناریوهای کم خطر، درجه V-0 برای برآورده کردن الزامات ایمنی کافی است. روش صحیح انتخاب درجه بازدارنده شعله بر اساس ارزیابی خطر آتش سوزی برنامه است.

سوء تفاهم 3: "عملکرد عایق FR4 با گذشت زمان کاهش نمی یابد"

اگرچه FR4 مقاومت محیطی خوبی دارد، عملکرد عایق آن به تدریج تحت شرایط سخت طولانی مدت (مانند رطوبت بالا در دمای بالا) کاهش می یابد. به عنوان مثال، FR4 مورد استفاده در کابینت های ارتباطی در فضای باز به مدت 8 سال ممکن است دارای مقاومت حجمی از 10¹4 Ω·cm به 10¹² Ω·cm کاهش یافته باشد (هنوز حداقل نیاز عایق 10¹0 Ω·cm برای قطعات الکترونیکی را برآورده می کند، اما نیاز به بازرسی منظم دارد). برای جلوگیری از خرابی عایق، توصیه نمی شود از FR4 بیش از طول عمر طراحی آن (معمولاً 10-5 سال) استفاده کنید.

سوء تفاهم 4: "همه FR4 را می توان برای لحیم کاری بدون سرب استفاده کرد"

لحیم کاری بدون سرب نیاز دارد که مواد در دمای بالای 260 درجه به مدت 10-30 ثانیه مقاومت کنند. فقط Tg متوسط و بالا FR4 (Tg ≥150 ℃) می تواند این نیاز را برآورده کند - Tg FR4 پایین (Tg = 130 ℃) در دمای 260 درجه سانتیگراد نرم شده و تغییر شکل می دهد و منجر به تاب برداشتن برد مدار یا جدا شدن قطعات می شود. به عنوان مثال، اگر در لحیم کاری بدون سرب یک مادربرد تلفن هوشمند از یک برد مدار کم Tg FR4 استفاده شود، ممکن است برد پس از لحیم کاری بیش از 1 میلی متر خم شود و باعث اتصال کوتاه بین مدارهای مجاور شود. بنابراین، هنگام طراحی قطعاتی که نیاز به لحیم کاری بدون سرب دارند (در حال حاضر جریان اصلی در صنعت الکترونیک)، لازم است به وضوح درجه Tg FR4 را مشخص کنید و از استفاده از محصولات کم Tg خودداری کنید.

سوء تفاهم 5: "FR4 با درجه یکسان عملکرد ثابتی دارد"

حتی برای FR4 از همان درجه (به عنوان مثال، UL94 V-0، Tg 150 ℃)، ممکن است تفاوت های عملکردی بین دسته ها یا تولید کنندگان مختلف وجود داشته باشد. این به این دلیل است که کیفیت مواد خام (به عنوان مثال، خلوص پارچه فیبر شیشه، نوع رزین اپوکسی) و دقت کنترل فرآیند (به عنوان مثال، یکنواختی اشباع، پایداری دمای پرس گرم) متفاوت است. به عنوان مثال، دو دسته از گرید V-0 FR4 ممکن است مقاومت حجمی به ترتیب 10¹4 Ω·cm و 10¹3 Ω·cm داشته باشند - دومی در حد پایین استاندارد است و ممکن است برای سناریوهای عایق با دقت بالا مناسب نباشد. بنابراین، قبل از تولید انبوه، لازم است FR4 هر دسته را نمونه برداری و آزمایش کرد و شاخص های کلیدی مانند تاخیر در شعله، عایق و مقاومت در برابر دما را تأیید کرد، نه اینکه صرفاً بر روی برچسب درجه تکیه کنیم.