O processo de produção do FR4 envolve principalmente três etapas principais: impregnação da resina, preparação do pré-impregnado e laminação.
1. Pré-tratamento do tecido de fibra de vidro: O tratamento de superfície (como revestimento com agente de acoplamento) é realizado no tecido de fibra de vidro tipo E para aumentar sua adesão à resina.
2. Impregnação e secagem de resina (formação de pré-impregnado): O pano de fibra de vidro é imerso em uma solução de resina epóxi (aproximadamente 35%-50% de teor de resina). A secagem com ar quente ou infravermelho (120-180°C) remove o solvente e reticula parcialmente a resina, formando um pré-impregnado (estágio B, solúvel e fusível).
3. Laminação e prensagem a quente: Múltiplas folhas pré-impregnadas (geralmente de 1 a 12 camadas) são empilhadas alternadamente e colocadas em uma prensa a quente. A resina é totalmente reticulada e curada (estágio C) em altas temperaturas (170-200°C) e altas pressões (3-7 MPa), resultando em um laminado denso. O laminado é então cortado no tamanho desejado e a superfície tratada para melhorar o desempenho do processamento subsequente.
III. Características e vantagens do FR4
O FR4, com sua estrutura composta “resina + fibra de vidro”, possui as seguintes propriedades principais:
1. Desempenho Elétrico
• Alto isolamento: resistividade volumétrica >10¹⁴Ω·cm, tensão de ruptura >30kV/mm, adequada para aplicações de alta tensão.
• Baixa perda dielétrica: Constante dielétrica (Dk) aproximadamente 4,2-4,8 (1GHz), fator de dissipação (Df) aproximadamente 0,008-0,015 (1GHz), atendendo aos requisitos da maioria dos circuitos de alta frequência.
2. Desempenho Mecânico
• Alta resistência: Resistência à tração ≥300MPa, resistência à flexão ≥500MPa (superior aos plásticos comuns).
• Resistência à fadiga: Desempenho estável sob estresse de longo prazo, adequado para cenários de carga dinâmica.
3. Desempenho térmico
• Resistência ao calor: A temperatura de transição vítrea (Tg) é normalmente de 130-180°C (o FR4 convencional é de aproximadamente 135°C, o FR4 de alta Tg pode atingir mais de 180°C), com resistência à temperatura de curto prazo de 200-260°C.
• Baixa Expansão Térmica: O Coeficiente de Expansão Térmica (CTE) é de aproximadamente 12-18 ppm/°C (menor na direção do eixo Z).
4. Outras vantagens
• Retardo de chama: Autoextingue-se sem a necessidade de revestimento retardador de chama adicional.
• Resistência Química: Resistente a ácidos, álcalis e solventes orgânicos (exceto ácido nítrico concentrado e álcalis fortes), com excelente resistência às intempéries.
• Processabilidade: Fácil de cortar, furar e galvanizar, adequado para produção industrial em larga escala.
• Custo-benefício: Oferecendo desempenho geral equilibrado, o preço é significativamente inferior ao de substratos de alta qualidade, como cerâmica e poliimida (PI), oferecendo uma excelente relação custo-benefício.
Ⅳ. Aplicação de folha de fibra de vidro FR4
1. Equipamentos elétricos e de potência
Aplicações principais: peças estruturais isolantes
• Suportes isolantes para motores, transformadores, inversores e outros equipamentos: como cunhas de fenda (para fixação de enrolamentos), arruelas isolantes (para isolamento de componentes de alta e baixa tensão) e bobinas de bobina (para enrolamento de condutores).
• Isolamento de Equipamentos de Alta Tensão: Divisórias para quadros de alta tensão, coifas extintoras de arco para disjuntores e tirantes isolantes (alternativa mais leve e resistente a impactos à cerâmica tradicional).
2. Equipamentos e máquinas industriais
Aplicações principais: suporte estrutural e peças de proteção
• Caixas/Suportes de Equipamentos: Por exemplo, caixas de controle industrial, caixas de inversores e painéis de operação de equipamentos de automação (requer isolamento e resistência à vibração).
• Peças guia/resistentes ao desgaste: Devido ao seu reforço de fibra de vidro, pode ser processado em trilhos guia e placas resistentes ao desgaste (como almofadas deslizantes de prensa), que são mais resistentes a arranhões do que os plásticos comuns.
3. Eletrônicos e componentes automotivos
Aplicações principais: Transportadoras para componentes eletrônicos em veículos
• Placas de circuito de ECU (unidade de controle eletrônico) automotiva, módulos de sensores e placas de circuito de carregador integrado (OBC).
• Aplicações em altas temperaturas: Componentes de isolamento do sistema de ignição no compartimento do motor, placas de acionamento dos faróis de LED (requer resistência a temperaturas acima de 125°C, adequado para FR4 de alta Tg).
4. Eletrodomésticos e bens de consumo diários
Aplicações principais: Isolamento miniaturizado e componentes estruturais
• Placas de controle de eletrodomésticos: Placas de base para controles remotos de ar condicionado, placas de computadores de máquinas de lavar e painéis de operação de fornos de micro-ondas.
• Pequenos componentes isolantes: Tampas isolantes para interruptores de ferramentas elétricas (furadeiras elétricas) e suportes isolantes para termostatos de chaleiras elétricas.
5. Aplicações Especiais
• Alta frequência: o FR4 modificado é usado em substratos de antena 5G e dispositivos de RF.
• Resistência à Corrosão Química: Revestimentos anticorrosivos para equipamentos químicos.
A chapa de fibra de vidro FR4, com sua estrutura composta de "reforço de fibra de vidro + resina epóxi", oferece um excelente equilíbrio de propriedades abrangentes - isolamento, resistência e resistência ao calor - cobrindo praticamente todas as aplicações que exigem propriedades leves, isolantes e duráveis. As aplicações típicas variam de dispositivos eletrônicos sofisticados (como PCBs de telefones celulares) a máquinas industriais pesadas (como componentes de isolamento de motores), de equipamentos de energia de alta tensão a eletrodomésticos de uso diário. Com os avanços tecnológicos, a chapa FR4 modificada com propriedades de alta Tg e baixa Dk está expandindo continuamente sua aplicação em campos de ponta, como 5G e eletrônica automotiva.
O cliente usou a placa G10/FR4 da AHD para fabricar as peças de fibra de vidro G10 FR4, e a qualidade foi elogiada. Também oferecemos serviços de processamento de peças, portanto não hesite em contactar-nos.
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