FR4是最适合您设计的板材吗？

信不信由你，尽管有一个更好的选择可能会出现在PCB设计中，但仍被束之高阁。一个很好的例子就是，无论您要设计的电路板类型如何，都可以使用默认的电路板材料。例如，高速板对高密度的要求不同。大多数PCB以FR4为基础材料制成。尽管此选择可能不会导致灾难，但可能会使您的设计远不及针对其预期功能的优化。让我们看一下标准FR4及其替代品，看看什么时候是板级设计的最佳材料。

 

什么是FR4？

FR4是最常见的材料等级，包括预制电路板。“ FR”表示材料具有阻燃性，“ 4”表示玻璃纤维增强环氧树脂。单面或双面PCB结构由FR4芯以及顶部和底部铜层组成。多层板在中心芯与顶部和底部铜层之间具有其他预浸料层。现在，芯部由带有铜覆层的基板组成，也称为覆铜层压板。芯，层压板和半固化片都可以是FR4，并且铜片介于信号层和接地层之间。

FR4的属性可能会略有不同，具体取决于制造商。但是，它通常具有有利的强度和耐水性属性，可支持其广泛用作许多电气应用的绝缘体。它在PCB中具有相同的目的，即隔离相邻的铜平面并为结构提供整体弯曲和抗弯强度。FR4是用于PCB制造的良好通用材料。但是，可以使用其他材料。

替代PCB材料

在多层PCB爆炸之前，有很多替代FR4的板材料。其中包括基于纸张的FR2，CEM 1和CEM 3。但是，FR4的强度，特别是多层板的强度，是将其与替代品分离而成为行业标准的主要因素。如今，除FR4外，还有其他材料可用于单面，双面，非电镀通孔（NPTH）和多层PCB。下表对它们进行了比较：

 

上面的结果清楚地表明FR4是一种很好的通用材料，因为它的参数几乎可以与其他替代品相比。它具有2.0 N / mm的铜粘附性，在结构完整性方面表现出色，并且在弯曲强度方面与其他替代产品相当。但是，与替代品相比，FR4的Tg低。这意味着该材料在暴露于过度的温度下（尤其是随着时间的推移）可能会变形或破裂。

 

FR4什么时候不是最适合您的电路板的材料？

如上所述，在大多数情况下，FR4确实是板材料的理想标准或默认选择。但是，在某些情况下，FR4不是您的电路板的最佳材料，如下所示。

l 如果需要无铅焊接

如果您的电路板将在欧洲销售，并且必须遵守《有害物质限制指令》（RoHS）或您的客户需要使用无铅焊接，那么您可能想探索其他材料选择。这是由于以下事实：无铅PCBA的回流温度可能高达250°C，大大超过了许多FR4版本的Tg。

l 如果使用高频信号

在高频下，FR4板无法保持恒定的阻抗，并且可能发生反射，从而对信号完整性产生负面影响。这是dk值较高的结果。

l 如果电路板在操作过程中会暴露在极高的温度下

如果要求PCB在极高温度下的环境中运行，也不建议使用FR4。一个例子是在航空航天器的发动机舱附近。