FR-4

FR-4 또는 FR4는 NEMA 등급으로 분류된 유리섬유 강화 에폭시 라미네이트 재료이다. FR-4는 직조된 섬유유리 천과 에폭시 수지 바인더로 구성된 복합 재료로, 난연성 (자가 소화성)을 띤다.

"FR"은 "난연성"을 의미하며, 해당 재료가 UL 94 수직 화염 시험 섹션 8에 따라 공인된 실험실에서 시험을 거치지 않는 한 UL94V-0 표준을 준수한다는 것을 나타내지 않는다. FR-4라는 명칭은 1968년 NEMA에 의해 만들어졌다.

FR-4 유리 에폭시는 강도-중량비가 우수한 인기 있고 다재다능한 고압 열경화성 플라스틱 라미네이트 등급이다. 물 흡수율이 거의 0에 가까워, FR-4는 상당한 기계적 강도를 지닌 전기 절연체로 가장 일반적으로 사용된다. 이 재료는 건조하고 습한 조건 모두에서 높은 기계적 가치와 전기 절연 특성을 유지하는 것으로 알려져 있다. 이러한 특성과 우수한 가공 특성은 이 등급이 다양한 전기 및 기계 응용 분야에 유용하게 사용되도록 한다.

유리 에폭시 라미네이트의 등급 명칭은 G-10, G-11, FR-4, FR-5 및 FR-6이다. 이 중 FR-4는 오늘날 가장 널리 사용되는 등급이다. FR-4의 전신인 G-10은 FR-4의 자가 소화성 난연 특성이 없다. 따라서 FR-4는 대부분의 응용 분야에서 G-10을 대체하게 되었다.

FR-4 에폭시 수지 시스템은 일반적으로 난연성 특성을 촉진하기 위해 할로겐인 브로민을 사용한다. 재료의 열적 파괴가 바람직한 특성인 일부 응용 분야에서는 여전히 G-10 비난연성 재료를 사용한다.

 속성 
"FR-4" 범주에 속하는 재료는 NEMA LI 1-1998 표준에 정의되어 있다. FR-4의 일반적인 물리적 및 전기적 특성은 다음과 같다. 약어 LW(세로 방향, 경사 방향) 및 CW(가로 방향, 씨실 방향)는 보드의 XY 평면(면 내)에서 재래식 수직 섬유 방향을 나타낸다. 데카르트 좌표계에서 세로 방향은 x축을 따라, 가로 방향은 y축을 따라 있으며, z축은 관통 방향을 나타낸다. 아래에 표시된 값은 특정 제조업체 재료의 예시이다. 다른 제조업체의 재료는 일반적으로 약간 다른 값을 갖는다. 특히 고주파수 응용 분야에서는 특정 재료에 대한 제조업체 데이터시트의 실제 값을 확인하는 것이 매우 중요하다.

 매개변수                                  값 비중/밀도         물 흡수율                           −0.125 in < 0.10% 온도 지수                           열전도율, 관통 방향    0.29 W/(m·K), 0.343 W/(m·K) 열전도율, 면 내             0.81 W/(m·K), 1.059 W/(m·K) 로크웰 경도                          110 M 스케일 접착 강도                              >  굴곡 강도 (A; 0.125 인치) – LW       >  굴곡 강도 (A; 0.125 인치) – CW       >  절연 파괴 (A)                   > 50 kV 절연 파괴 (D48/50)              > 50 kV 절연 내력                    20 MV/m  비유전율 (A)              4.4 비유전율 (D24/23)             4.4 유전정접 (A)                 0.017 유전정접 (D24/23)                0.018 유전율 (εr)  ,  손실 탄젠트 (tanδ)0.02 – 0.03, 0.030 @ 1 GHz 유리 전이 온도               다양하지만 120 °C 초과 영률 – LW                        영률 – CW                        열팽창 계수 – x축  1.4 K 열팽창 계수 – y축  1.2 K 열팽창 계수 – z축  7.0 K 푸아송 비 – LW                       0.136 푸아송 비 – CW                       0.118 LW 음속                             3602 m/s CW 음속                             3369 m/s LW 음향 임피던스                      6.64 MRayl
여기서:
 LW 세로 방향
 CW 가로 방향
 PF 라미네이트 면에 수직

 응용 분야 

FR-4는 인쇄 회로 기판 (PCB)에 일반적으로 사용되는 재료이다. 얇은 구리 포일 층은 일반적으로 FR-4 유리 에폭시 패널의 한쪽 또는 양쪽에 라미네이트된다. 이러한 재료는 일반적으로 구리 피복 라미네이트라고 불린다. 구리 두께 또는 구리 중량은 다양할 수 있으므로 별도로 지정한다.

FR-4는 릴레이, 스위치, 스탠드오프, 모선, 와셔, 아크 차폐, 변압기 및 나사 단자 스트립 제작에도 사용된다.

 같이 보기 
 FR-2
 폴리이미드
 G-10 (재료)

 각주 

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분류:인쇄 회로 기판 제조