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什么是FR5 PCB ?

为什么印刷电路板很重要?

由于印刷电路板的出现,电子产品/电器开始发挥作用。这些多氯联苯是由覆盖在铜上的非有利材料(基材或物理绝缘结构,保持其上的痕迹和组件)制成的。多氯联苯有连接不同的电路电子元件通过垫片、痕迹、线条等特征互相蚀刻在铜板上。

从手持消费设备到大型机械和重型零件,多氯联苯在许多不同行业的电子设备和电器中都有应用。这个博客包含了关于FR-5的细节PCB基板以及为什么它对你的PCB生产的需求。

使用高质量的材料可以延长印刷电路板的寿命和性能。的FR5层压板是一个NEMA经认证的板,以其巨大的强度,耐化学性,优良的电气性能和低吸湿能力而闻名。它的自然颜色是黄绿色的混合,它是由玻璃纤维织物增强与高温环氧树脂粘合剂类似G10 / FR4。随着你阅读下去,你会得到更多关于pcb的信息,特别是FR-5。

类型的多氯联苯

多氯联苯可以根据其柔性、层数、频率和所使用的基板进行区分。下面讨论一些流行的类型。

pcb类型根据灵活性

他们可以是:

在生产过程中,刚性pcb被焊锡屏蔽,而柔性pcb通常被覆盖或覆盖层来保护裸露的电路。刚性挠性将柔性pcb的柔韧性和轻量化与刚性pcb的强度相结合。它的小体积使它成为一个完美的节省空间的电路板。FR-5是刚性PCB。

pcb的类型根据层数

多氯联苯的设计和制造方式多种多样,取决于它们的用途如下:

  • 单面(一铜层).这些多氯联苯用于传感器、电源传感器、继电器和电子玩具等简单电路。
  • 双面(一个基材层的两侧有两层铜)。这些多氯联苯用于移动测试设备、功率监控、放大器、电话系统和许多其他应用。
  • 多层次的(内部和外部铜层,与基材层交替)。它们被用于高速电路因为他们提供更好的间距选择的导体模式和电源。FR-5属于这一类。

pcb的类型根据频率

  • 高频多氯联苯用于500MHz - 2GHz的频率范围。这些多氯联苯用于通信系统,微波多氯联苯微带多氯联苯等。
  • 铝支持多氯联苯用于高功率应用,因为铝散热。它们非常适合需要高机械公差的应用,如led和电源,因为它们提供高刚性和低热膨胀。

根据基板的pcb类型

多氯联苯通常用作基材、铜、焊锡掩模和丝印。多氯联苯基板有多种选择。印刷电路板(PCB)最常用的基板是由玻璃纤维、复合环氧树脂增强或在一侧或两侧有铜箔层的其他层压材料制成的薄板:FR-4和FR-5 PCB基板材料。然而,为了分类,主要有三种用于制造多氯联苯的材料:

FR-5、FR-4 PCB基板材料

这两种都是最常用的材料PCB制造.FR-5和FR-4的基材由编织玻璃纤维增强材料和阻燃环氧树脂粘合剂制成。环氧树脂是阻燃和耐水,并提供了一个显著的强度重量比。最后,两者的抗拉强度都很高。

聚四氟乙烯(Teflon) PCB基板材料

聚四氟乙烯是一种类似塑料的材料,用于高速,高频应用,因为它不提供电阻在导电性。聚四氟乙烯是非常轻和灵活的,使它适合紧密公差应用。它还具有很强的阻燃性,多用途和温度稳定性。

金属PCB基板材料

铁、铝、铜等金属仍然用于多氯联苯中,因为它们可以方便地在表面贴装技术(SMT)中集成组件。他们有很长的产品寿命和提供机械耐久性。

FR-5的特点和优势

fr4 PCB vs fr5 PCB

为了理解使用FR-5 PCB的好处,这里有一些值得注意的特性。

吸湿性

水分会大大降低层压、焊锡掩膜、金属化和金属化的质量PCB板的生产工艺制造和装配。PCB内部的潮湿和湿度也会降低玻璃过渡温度(Tg),从而导致过度的热应力,从而损坏电路板或组件,导致PCB失效。在FR5 PCB中,吸湿率很低,这使得它成为选择印刷电路板材料

电阻

FR5电路板可以抵抗很多东西,这降低了PCB功能故障或PCB故障的风险。FR5 PCB是令人印象深刻的耐热和辐射,耐化学。它还具有较低的介电损耗。

机械性能

我们已经提到FR-5具有较低的介电损耗。这意味着它具有高的介电强度,可以定义为通过绝缘材料产生介电击穿所需的最大电压。FR-5还具有高抗拉强度,表明应力阈值,可以应用到它之前,它断裂。它的高抗弯强度是它在施加压力时抗断裂的能力。这些特性决定了它的应用和寿命。

优秀的性能

考虑到FR5 PCB的优异性能,投资FR5 PCB是正确的选择。监测FR5 PCB性能的一种方法是在无铅焊接过程中。它可以很容易地应用于以下领域:

  • 电路板持有者
  • 端盘子
  • 焊接框架
  • 触角的光电隔离器
  • 测试板
  • 电气设备
  • 航空航天

为什么FR-4和FR-5作为PCB基板流行?

PCB生产中使用的基材有很多。NEMA(美国电气制造商协会)将一组层压板命名为FR。FR代表阻燃或耐火,表示材料符合要求UL94VO,随后的数字1到5区分同一类的不同材料。FR-1、FR-2、FR-3、FR-4、FR-5组成,适用于单面、双面、多层印刷电路板,符合严格的机械强度要求。

从单层到多层pcb(多达40到50层基材和铜层:理论上甚至可以制造100层pcb), FR-1, FR-2和FR-3材料都被用于制造pcb。FR-4和FR-5是使用最多的。尽管FR2和FR3材料比FR4和FR5 PCB材料便宜,但PCB设计师更喜欢这些昂贵的选择,因为它们的可靠性和其他关键特性,我们将在后面讨论。

基于玻璃-环氧复合材料的FR-4和FR-5复合材料在很多方面都优于旧的同类材料。由FR-4和FR-5制成的板具有防水、防火、坚固和铜层之间良好的绝缘性。这最大限度地减少电磁干扰,并支持良好的信号完整性。其可燃性等级为UL94-V0。

FR-5 vs FR-4。为什么FR-5 CCL (PCB基板)材料更好?

FR5 PCB有许多特性,使其成为一种流行的选择PCB设计和制造。其最高工作温度为140度,确保电路板不会过热或超过推荐温度。此外,由于热固性玻璃纤维复合材料不需要额外的改进来提高其阻燃性。

与FR-4相比,FR-5的功能有所改善,因为其工作温度更高,使其在提高温度、潮湿或干燥条件下具有优越的机械性能。FR-5层压板在xy平面的膨胀系数为14ppm /XC (25XC ~ 130XC),环氧树脂在z平面的膨胀系数为50XC ~ 288XC,约为4%。FR5的玻璃化转变温度(Tg)范围为170-180°C。FR5的连续工作温度通常为140°C。

由于其高Tg, FR-5层压板是最好的用于更高的层数,多层pcb在医疗,汽车和OEM行业。

为什么FR-4和FR-5是激烈的竞争对手?

在两个FR-4和FR-5底物之间有巨大的相似性。FR-4和FR-5都有多个用例,包括高温应用。两者都符合无铅技术印刷电路板组装.此外,两者的UL可燃性评级均为94 V-0。

然而,这两种材料的主要区别在于耐热性和每一种材料可以使用的层数。

环氧树脂+玻璃纤维织物 环氧树脂+耐热玻璃纤维织物
FR4的Tg为130°C(266°F) FR5的Tg为160°C(320°F)
最高工作温度110°C(230°F) 最高工作温度140°C - 160°C(284°F)

采用环氧酚醛树脂等材料加固的特种电子玻璃纤维布,在高温高压下压缩固化而成,具有:

  • 高机械和介电性能,
  • 良好的绝缘性能,
  • 耐热性和防潮性
  • 良好的可加工性。

然而,FR-5 CCL具有更好的耐热性,几乎是FR-4的两倍。由于Z-CTE较小,FR-5主要用于高多层板。FR-5已经更高的Tg(玻璃化转变温度)和Td(时间分层)比FR-4。T288 (Time to delamination)是FR-5基材在288℃的温度下发生分层的时间。

就价格而言,FR-5比FR-4贵得多,但材料要好得多。选择合适的材料就能制造出效率更高、应用范围更广的pcb。FR-5是高用途PCB制造的一个非常可行的选择,可用于制造双面PCB、刚性PCB和多层PCB。我们希望这篇博客能帮助你在PCB设计和制造过程中做出明智的选择。