FR4 Fibra de vidrio para circuitos impresos PCB

Comparada con la baquelita común, la fibra de vidrio FR4 da un acabado mas profesional, el material es de mejor calidad, es adecuada para circuitos de alta frecuencia, no se deforma con el tiempo y la humedad y presenta menor riesgo de combustión. Las desventajas de la fibra de vidrio son su precio más elevado y mayor dureza, lo que produce más desgaste en las herramientas de corte y taladrado.

Los PCB comprenden diferentes materiales, como FR1, FR2, FR3, FR4 y muchos otros. Pero, ¿alguna vez te has preguntado cuál es la diferencia entre todos estos materiales?

Existen diferencias notables entre todos los materiales anteriores. Lamentablemente, sin embargo, la mayoría de las personas no comprenden las diferencias entre ellos. Además, muchas personas no saben cuáles les garantizan los mejores resultados.

Si estás aquí, considérate afortunado. Este artículo señala ocho diferencias entre los materiales FR1, FR2, FR3 y FR4. Estos son materiales comunes que se utilizan en la fabricación de placas de circuito impreso.

1. FR4: El tipo de material más utilizado

FR son las siglas de Flame Retardant. Entre todos los materiales que los diseñadores utilizan al fabricar placas de circuito impreso, FR4 es el más popular. Es un laminado epoxi de fibra de vidrio y el material base más utilizado después de FR1 y FR2.

Sin duda, es la mejor opción de material a utilizar. A la mayoría de los diseñadores les gusta cuando se trata de la producción de placas de circuito impreso. El material FR4 es excelente para hacer agujeros pasantes. A diferencia de los materiales FR1, FR2 o FR3, el FR4 no presenta desafíos ni dificultades.

FR4 es una opción popular porque es excelente para hacer todo tipo de capas de placas de circuito impreso. Es ideal para producir placas de circuito impreso de una capa a placas de circuito impreso multicapa. Es adecuado para aplicaciones que exigen flexibilidad o flexión regular. El material también es ideal por otras razones. Los dispositivos como conectores USB y accesorios Bluetooth se basan en material FR4.

2. Diferencias en la resistencia a altas temperaturas

Existen diferentes tipos de materiales utilizados en la producción de PCB, según las condiciones específicas. Por ejemplo, el tipo de material utilizado en la fabricación de productos electrónicos difiere de los utilizados en aplicaciones militares.
Algunos materiales son adecuados para ambientes muy templados.

Además, algunos son ideales donde las vibraciones son vigorosas. La resistencia al calor es otro factor que diferencia los materiales FR1, FR2, FR3 y FR4. Cuando se trata de resistencia a la temperatura, puede contar con el material FR4 para obtener los mejores resultados en comparación con el resto.

FR4 contiene materiales de placa de circuito impreso adecuados para entornos de temperaturas extremas. Los productos que experimentan altas cargas térmicas o que trabajan en el rango de 130 grados Celsius son buenos con material FR4. Si trabaja con algunos diseños de alta densidad de potencia, una PCB de alta temperatura hecha de material FR4 es la única respuesta.

3. La composición material de la combinación principal

La composición del material es uno de los factores diferenciadores cruciales entre los PCB FR1, FR2, FR3 y FR4. Hay varios tipos de materiales. Muchos de ellos están disponibles en el mercado. Pero comprender la composición de los materiales plantea un desafío para muchas personas.

Los materiales FR1, FR2, FR3 y FR4 difieren en resistencia al calor, resistencia eléctrica y propiedades térmicas, por mencionar solo algunas. Los materiales utilizados en la producción de PCB de arriba a abajo son la serigrafía, la máscara de soldadura, el cobre y, finalmente, el sustrato. Hay PCB más baratos en el mercado que no utilizan los materiales mencionados anteriormente.

Por ejemplo, la composición del material FR3 es un aglutinante de resina epoxi en lugar de la resina fenólica utilizada en el material FR2. Por otro lado, la composición del material de FR4 es un laminado epoxi de fibra de vidrio. Por lo tanto, la composición del material es otro factor que aparta los materiales FR1, FR2, FR3 y FR4 en una PCB.

4. Costo-efectividad

Los materiales utilizados en la producción de placas de circuito impreso siguen siendo esenciales. Hay algunos que son un poco más rentables que otros. Los costos de los diferentes materiales pueden oscilar entre el 10% y el 100%. El costo es un factor que puede afectar el precio de una placa de circuito impreso. Por ejemplo, los materiales FR1 y FR2 no difieren en absoluto. Son el mismo tipo de material con una rentabilidad similar.

Cuando se trata de la producción de PCB, la mayoría de los fabricantes optan por utilizar material FR4. La razón principal de esto es que el material FR4 es rentable. Con los materiales FR4, las empresas de placas de circuito impreso pueden fabricar de forma rentable todo tipo de PCB.

5. Diferencias entre FR3 y FR2

Existen diferencias notables entre los materiales FR3 y FR2. La resina fenólica y el papel duro son el material que produce el FR2. El papel fenólico y duro es un material barato que se utilizaba anteriormente en la producción de grandes volúmenes de placas de circuito impreso. Pero la resina fenólica ya no se usa debido a sus deficiencias cualitativas.

La resina fenólica es conocida por emitir pequeñas cantidades de formaldehído y fenol. Esto representa un riesgo considerable para la salud.

Por otro lado, la resina epoxi y el papel duro son los materiales que fabrican FR3. La resina epoxi y el papel duro son materiales económicos que son ideales para los fabricantes de placas de circuito impreso que operan con un presupuesto limitado. Nuevamente, FR2 es ideal para placas de circuito impreso de una capa, ya que no son excelentes para pasar agujeros pasantes.

6. Materiales adecuados para tecnología de orificio pasante THD

La tecnología de orificio pasante (THD), también deletreada como orificio pasante, es un esquema de montaje que se utiliza en muchos componentes electrónicos. El orificio pasante implica el uso de cables que requieren inserción en los orificios perforados en la placa de circuito impreso. Luego, los componentes necesitan algo de soldadura a las almohadillas que están en el lado opuesto. Esto se puede lograr manualmente o mediante el uso de equipo especializado.

Si bien la mayoría de los diseñadores han intentado usar FR1, FR2 y FR3 y pasarlos por un orificio pasante, los resultados no han sido excelentes como tales. Por esta razón, los PCB fabricados con FR4 son ideales cuando se trata de pasar agujeros pasantes en ellos. Una vez más, los materiales adecuados para la tecnología de orificios pasantes diferencian los materiales FR1, FR2, FR3 y FR4 entre sí.

7. Materiales adecuados para placas multicapa

Ciertos tipos de material son muy ideales para tableros multicapa, mientras que otros no lo son. Los PCB multicapa son aquellas placas que constan de tres capas o más. Las placas de circuito impreso multicapa pueden constar de placas de 32 capas.

Si bien todos los materiales FR1, FR2 y FR3 han fabricado PCB multicapa, el material FR4 es uno de los más utilizados. Muchos diseñadores prefieren el material FR4 basándose en el hecho de que es ideal para fabricar todo tipo de PCB. Aunque algunos materiales (como FR2 y FR3) pueden ser más baratos, FR4 sigue siendo el favorito de muchos diseñadores.

Las placas de circuito impreso multicapa tamizadas hechas de material FR1, FR2 y FR3 carecen de confiabilidad y estabilidad. Por esta razón, es bueno optar por materiales FR4. Con todo, los materiales que son ideales para PCB multicapa es otro factor que diferencia los materiales FR1, FR2, FR3 y FR4 que son comunes en la fabricación de PCB.

8. Una introducción especial a los materiales FR4

FR en material FR4 significa retardante de llama. El número 4 es el material diferenciador de otros materiales de la misma clase. El material FR4 es una hoja laminada con epoxi de fibra de vidrio que se asemeja a una tela fina tejida.

Además, FR4 significa grados de materiales utilizados en la fabricación de tales hojas laminadas. La construcción de fibra de vidrio es la mejor ya que ofrece estabilidad estructural al material FR4. La resina epoxi que cubre la capa de fibra de vidrio es resistente a las llamas, lo que le confiere fuertes propiedades mecánicas y durabilidad al material.

Otros beneficios que vienen con el uso de materiales FR4 en la fabricación de placas de circuito impreso incluye lo siguiente:

• Es uno de los materiales más económicos
• Tiene una alta rigidez dieléctrica, un factor que contribuye al aislamiento eléctrico
• El material FR4 también es liviano además de tener una relación resistencia-peso
• Es muy resistente a la humedad con temperatura relativa también
• Este material también tiene excelentes propiedades de pérdida eléctrica.
• FR4, a diferencia de otros materiales, no absorbe agua, lo que lo hace ideal para muchas aplicaciones de placas de circuito impreso marinas
• El material FR4 también es de color verde claro a amarillo, lo que lo hace perfecto para casi todas las aplicaciones.
• El material FR4 es uno de los sustratos de placa de circuito impreso más utilizados y el material más popular y común en China. La mayoría de los diseñadores de PCB en China prefieren usar este material debido a las numerosas ventajas asociadas.