Производство печатных плат на основе материалов FR1 - FR5

Часто задаваемые вопросы по материалам для печатных плат

• Какая разница между FR1 и FR2?. В основном, это одно и то же. У FR1 большая температура стеклования 130°C вместо 105°C у FR2.  FR1— фольгированные гетинаксы (основа из целлюлозной бумаги, пропитанной фенольной смолой), широко применяется при изготовлении печатных плат для бытовой электроники, аудио-, видео техники, в автомобилестроении (расположены в порядке возрастания показателей свойств, и, соответственно, цены). Прекрасно штампуются. FR2 —  фольгированные гетинаксы. Материал с основой из бумаги с фенольным наполнителем. Этот материал имеет класс горючести UL94-V0. FR1 и FR2 в основном, это одно и то же. У FR1 большая температура стеклования 130°C вместо 105°C у FR2. 
• Что такое FR2? Материал с основой из бумаги с фенольным наполнителем. Этот материал имеет класс горючести UL94-V0.
• Что такое FR3? FR3 — это, в основном, европейский продукт. В основном, это FR2, но в качестве наполнителя вместо фенольной смолы используется эпоксидная смола. Основной слой — это бумага.
• Что такое FR4? FR4 — Это наиболее распространенный и качественный Cтеклотекстолит, применяемый для изготовления печатных плат высокого качества. Стеклотекстолит типа FR4 - это диэлектрик на основе нескольких слоев стеклоткани пропитанных эпоксидной смолой и имеющий степень горючести равную нулю (V - 0). Хорошие диэлектрические свойства, стабильность характеристик и размеров, высокая устойчивость к воздействию неблагоприятных климатических условий. Высокие физические и химические характеристики сделали этот материал самым востребованным.  FR4 – стеклотекстолит класса огнестойкости 94 V-0 - является наиболее распространенным. Температура использования этого материала — 120 - 130°C.
• Что такое FR5? FR5 — это стеклотекстолит подобный FR4, но температура использования этого материала 140 - 170°C.

После того, как материал печатной платы выбран, необходимо определить толщину фольги печатной платы. Этот параметр в первую очередь выбирается исходя из максимальной величины протекающего тока. По возможности, старайтесь избегать применения очень тонкой фольги.

Количество слоев печатной платы

В зависимости от общей сложности схемы и качественных требований разработчик должен определить количество слоев печатной платы.

Однослойные печатные платы

Очень простые электронные схемы выполняются на односторонних платах с использованием дешевых фольгированных материалов (FR-1 или FR-2) и часто имеют много перемычек, напоминая двухсторонние платы. Такой способ создания печатных плат рекомендуется только для низкочастотных схем. По причинам, которые будут описаны ниже, односторонние печатные платы в большой степени восприимчивы к наводкам. Хорошую одностороннюю печатную плату достаточно сложно разработать из-за многих причин. Тем не менее хорошие платы такого типа встречаются, но при их разработке требуется очень многое обдумывать заранее.

Двухслойные печатные платы

На следующем уровне стоят двухсторонние печатные платы, которые в большинстве случаев используют в качестве материала подложки FR-4, хотя иногда встречается и FR-2. Применение FR-4 более предпочтительнее, поскольку в печатных платах из этого материала отверстия получаются более лучшего качества. Схемы на двухсторонних печатных платах разводятся гораздо легче, т.к. в двух слоях проще осуществить разводку пересекающихся трасс. Однако для аналоговых схем пересечение трасс выполнять не рекомендуется. Где возможно, нижний слой (bottom) необходимо отводить под полигон земли, а остальные сигналы разводить в верхнем слое (top). Использование полигона в качестве земляной шины дает несколько преимуществ:

• общий провод является наиболее часто подключаемым в схеме проводом; поэтому резонно иметь "много" общего провода для упрощения разводки
• увеличивается механическая прочность платы
• уменьшается сопротивление всех подключений к общему проводу, что, в свою очередь, уменьшает шум и наводки
• увеличивается распределенная емкость для каждой цепи схемы, помогая подавлять излучаемый шум
• полигон, являющийся экраном, подавляет наводки, излучаемые источниками, располагающимися со стороны полигона

Двухсторонние печатные платы, несмотря на все свои преимущества, не являются лучшими, особенно для малосигнальных или высокоскоростных схем. В общем случае, толщина печатной платы, т.е. расстояние между слоями металлизации, равняется 1,5 мм, что слишком много для полной реализации некоторых преимуществ двухслойной печатной платы, приведенных выше. Распределенная емкость, например, слишком мала из-за такого большого интервала.

Многослойные печатные платы

Для ответственных схемотехнических разработок требуются многослойные печатные платы (МПП). Некоторые причины их применения очевидны:

• такая же удобная, как и для шины общего провода, разводка шин питания; если в качестве шин питания используются полигоны на отдельном слое, то довольно просто с помощью переходных отверстий осуществить подводку питания к каждому элементу схемы
• сигнальные слои освобождаются от шин питания, что облегчает разводку сигнальных проводников
• между полигонами земли и питания появляется распределенная емкость, которая уменьшает высокочастотный шум

Кроме этих причин применения многослойных печатных плат существуют другие, менее очевидные:

• лучшее подавление электромагнитных (EMI) и радиочастотных (RFI) помех благодаря эффекту отражения (image plane effect), известному еще во времена Маркони. Когда проводник размещается близко к плоской проводящей поверхности, большая часть возвратных высокочастотных токов будет протекать по плоскости непосредственно под проводником. Направление этих токов будет противоположно направлению токов в проводнике. Таким образом, отражение проводника в плоскости создает линию передачи сигнала. Поскольку токи в проводнике и в плоскости равны по величине и противоположны по направлению, создается некоторое уменьшение излучаемых помех. Эффект отражения эффективно работает только при неразрывных сплошных полигонах (ими могут быть как полигоны земли, так и полигоны питания). Любое нарушение целостности будет приводить к уменьшению подавления помех.
• снижение общей стоимости при мелкосерийном производстве. Несмотря на то, что изготовление многослойных печатных плат обходится дороже, их возможное излучение меньше, чем у одно- и двухслойных плат. Следовательно, в некоторых случаях применение лишь многослойных плат позволит выполнить требования по излучению, поставленные при разработке, и не проводить дополнительных испытаний и тестирований. Применение МПП может снизить уровень излучаемых помех на 20 дБ по сравнению с двухслойными платами.

Почему стоит доверять изготовление печатных плат на основе FR1-FR5 в ИнПромСИнтез?

• Компания ИнПромСинтез предлагает передовые технологии в производстве печатных плат FR1-FR5.
• Многолетний опыт производства и передовые технологии производтва
  
• Команда профессионалов в разработке и производстве печатных плат
• В наших производственных системах мы соблюдаем все стандарты, регулирующие производство плат на основе материалов FR1-FR5. На протяжении многих лет это помогало повышать качество и производительность наших плат.
• Что касается компонентов для печатных плат FR1-FR5, мы позаботимся о том, чтобы придерживаться вашего списка материалов (BOM), либо предложим более качественные аналоги.
• Мы также посоветуем вам, что должно быть включено в спецификацию для печатных плат. 
• При достаточном объёме проиводства у нас есть отсрочка платежа для Вас.