信不信由你，盡管有一個更好的選擇可能會出現(xiàn)在PCB設(shè)計(jì)中，但仍被束之高閣。一個很好的例子就是，無論您要設(shè)計(jì)的電路板類型如何，都可以使用默認(rèn)的電路板材料。例如，高速板對高密度的要求不同。大多數(shù)PCB以FR4為基礎(chǔ)材料制成。盡管此選擇可能不會導(dǎo)致災(zāi)難，但可能會使您的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)不及針對其預(yù)期功能的優(yōu)化。讓我們看一下標(biāo)準(zhǔn)FR4及其替代品，看看什么時候是板級設(shè)計(jì)的最佳材料。

什么是FR4？

FR4是最常見的材料等級，包括預(yù)制電路板。“ FR”表示材料具有阻燃性，“ 4”表示玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂。單面或雙面PCB結(jié)構(gòu)由FR4芯以及頂部和底部銅層組成。多層板在中心芯與頂部和底部銅層之間具有其他預(yù)浸料層。現(xiàn)在，芯部由帶有銅覆層的基板組成，也稱為覆銅層壓板。芯，層壓板和半固化片都可以是FR4，并且銅片介于信號層和接地層之間。

FR4的屬性可能會略有不同，具體取決于制造商。但是，它通常具有有利的強(qiáng)度和耐水性屬性，可支持其廣泛用作許多電氣應(yīng)用的絕緣體。它在PCB中具有相同的目的，即隔離相鄰的銅平面并為結(jié)構(gòu)提供整體彎曲和抗彎強(qiáng)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

在多層PCB爆炸之前，有很多替代FR4的板材料。其中包括基于紙張的FR2，CEM 1和CEM 3。但是，FR4的強(qiáng)度，特別是多層板的強(qiáng)度，是將其與替代品分離而成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的主要因素。如今，除FR4外，還有其他材料可用于單面，雙面，非電鍍通孔（NPTH）和多層PCB。下表對它們進(jìn)行了比較：

上面的結(jié)果清楚地表明FR4是一種很好的通用材料，因?yàn)樗膮?shù)幾乎可以與其他替代品相比。它具有2.0 N / mm的銅粘附性，在結(jié)構(gòu)完整性方面表現(xiàn)出色，并且在彎曲強(qiáng)度方面與其他替代產(chǎn)品相當(dāng)。但是，與替代品相比，FR4的Tg低。這意味著該材料在暴露于過度的溫度下（尤其是隨著時間的推移）可能會變形或破裂。

FR4什么時候不是最適合您的電路板的材料？

如上所述，在大多數(shù)情況下，FR4確實(shí)是板材料的理想標(biāo)準(zhǔn)或默認(rèn)選擇。但是，在某些情況下，FR4不是您的電路板的最佳材料，如下所示。

l如果需要無鉛焊接

如果您的電路板將在歐洲銷售，并且必須遵守《有害物質(zhì)限制指令》（RoHS）或您的客戶需要使用無鉛焊接，那么您可能想探索其他材料選擇。這是由于以下事實(shí)：無鉛PCBA的回流溫度可能高達(dá)250°C，大大超過了許多FR4版本的Tg。

l如果使用高頻信號

在高頻下，FR4板無法保持恒定的阻抗，并且可能發(fā)生反射，從而對信號完整性產(chǎn)生負(fù)面影響。這是dk值較高的結(jié)果。

l如果電路板在操作過程中會暴露在極高的溫度下

如果要求PCB在極高溫度下的環(huán)境中運(yùn)行，也不建議使用FR4。一個例子是在航空航天器的發(fā)動機(jī)艙附近。