
Isang Gabay sa FR4 Material sa Disenyo ng Printed Circuit Board. Piliin ang FR4 material para sa iyong pasadyang circuit board upang matiyak ang tibay, matatag na pagganap, at murang gastos sa anumang proyekto ng disenyo o pagmamanupaktura ng PCB. Alamin ang tungkol sa FR4 material sa paggawa ng PCB. Matuto kung bakit malawakang ginagamit ang FR4 PCB, kung paano pumili ng FR4 para sa iyong circuit board, at ang mga mahusay nitong thermal na katangian
Alamin ang FR4 material sa paggawa ng PCB. Unawain kung bakit malawakang ginagamit ang FR4 PCB sa disenyo ng circuit board dahil sa mahusay nitong thermal na katangian. Pumili ng FR4 ngayon.
Ang FR4 ang nangungunang batayang materyal para sa paggawa ng PCB, isang epoxy laminate na may palakasan ng kahibla ng baso na sumusunod sa mga pamantayan ng IPC-4101—"FR" ang nangangahulugang antiflame na UL94 V-0, "4" ang ika-apat na bersyon ng serye ng laminate na ito—binubuo ng pananamit na kahibla ng baso (palakasan), epoxy resin (bonding matrix), at laminated copper foil, na bumubuo sa matigas at matibay na substrato para sa circuitry; pinalitan nito ang mas mababang kalidad na materyales tulad ng phenolic laminate na batay sa papel sa pamamagitan ng pagsasama ng mekanikal na katatagan, maaasahang elektrikal na pagganap, murang gastos, at madaling pagmamanupaktura, na lubos na tugma sa mga pangangailangan ng modernong electronics para sa miniaturization, mataas na operating temperature, at kumplikadong circuitry, habang ang kanyang kakayahang umangkop ay nakakatugon sa partikular na pangangailangan ng iba't ibang sektor: medical devices, automotive electronics, at consumer electronics; inilalarawan ng paunang ito ang pangunahing komposisyon ng FR4, mga pangunahing benepisyo, at universal na aplikabilidad, na may puwang para sa mas malalim na pagsusuri sa mga teknikal na espesipikasyon, paghahambing sa alternatibong materyales, at mga optimisasyon na partikular sa industriya sa susunod na mga nilalaman.
Sumusunod sa pamantayan ng UL94 V-0 (nagsasariling pagpapalitaw sa loob ng 10 segundo, walang pagniningas na pagdrip). Ang pagtutol sa apoy ay nagmumula sa komposisyon ng glass fiber/epoxy resin (mga flame-retardant additives sa epoxy, glass fiber bilang harang sa apoy), alinsunod sa pandaigdigang regulasyon sa kaligtasan para sa mga industriya ng medikal, automotive, at industrial control.
Nagpapanatili ng katatagan sa -50°C hanggang 115°C. Lumalaban sa pagkabrittle sa mababang temperatura at pagkalamig ng resin sa mataas na temperatura, na nag-aalis ng pangangailangan para sa espesyal na thermal protection at nababawasan ang gastos sa disenyo/pagmamanupaktura.
Pamantayang Tg: 135–150°C; mataas na Tg: >170–180°C. Mahalaga ito para sa lead-free soldering (240–260°C) at mga device na may paulit-ulit na thermal cycles, upang maiwasan ang pagkurap, paghihiwalay ng layer, o pagpeel ng copper foil.
Ang komposit na istraktura ay nagtataglay ng mahusay na ratio ng lakas sa bigat at katigasan. Lumalaban sa pagbabago ng hugis habang nag-a-assembly at sa mahabang paggamit, tinitiyak ang eksaktong posisyon ng mga bahagi para sa mga de-kalidad na aparato at tumitinding mekanikal na tensyon para sa mas matagal na buhay ng serbisyo.
Matatag na dielectric constant (Dk: ~4.3–4.8) para sa pare-parehong paglipat ng signal; mababang dissipation factor (Df) para sa kahusayan sa enerhiya; mataas na surface resistivity para sa insulasyon sa pagitan ng mga trace. Perpekto para sa karamihan ng digital at analog na mga circuit.
Ang masiglang istraktura ay nakaiwas sa mga isyu kaugnay ng kahalumigmigan (pagkakalat, pagkakalawang ng tanso). Angkop para sa mga marine, outdoor, at mahangin na kapaligiran (tulad ng mga operating room sa mga ospital) nang hindi nagkakaroon ng karagdagang waterproof coating.
Ang mga hilaw na materyales mula sa pandaigdigang pinagkukunan at matureng proseso ay nagbibigay-daan sa murang produksyon para sa mga prototype at masalimuot na produksyon. Ganap na tugma sa karaniwang paggawa ng PCB (pagbubutas, pag-etch, pagpapalitaw), na nagpapababa sa oras ng paggawa at mga hadlang sa produksyon.
Ang pandaigdigang merkado ng FR4 ay dominado ng mga kilalang tagatustos na sumusunod sa pamantayan ng IPC-4101, na nagtataguyod ng pare-parehong kalidad at suporta sa teknikal (mahalaga para sa automotive/medikal na industriya). Kabilang dito ang mga pangunahing tagagawa tulad ng Isola (USA), Nelco (USA), Ventec (Taiwan, China), Panasonic (Japan), at SHENGYI (China).
Nasa ibaba ang detalyadong talahanayan ng paghahambing ng mga pangunahing FR4 material mula sa nangungunang mga tagagawa, na naglilista ng mga pangunahing parameter at mga kalamangan sa aplikasyon:
|
Tagagawa |
Materyales |
Tg (°C) |
Dk (1MHz) |
Pagsipsip ng Moisture (%) |
Mga Pangunahing katangian |
|
Isola |
370HR |
180 |
4.2–4.5 |
0.15 |
High-Tg grade na opitimisado para sa lead-free soldering; mababang pagsipsip ng kahalumigmigan upang mapanatili ang katiyakan sa mahihirap na kapaligiran; perpekto para sa mga PCB sa automotive at industrial control |
|
Nelco |
N4000-13 |
150 |
4.3 |
0.18 |
Karaniwang FR4 na may mahusay na katatagan ng dielectric constant; matipid para sa pangkalahatang aplikasyon; angkop para sa mga consumer electronics at pangunahing industrial device |
|
Ventec |
VT-47 |
170 |
4.4 |
0.12 |
High-performance mid-Tg na grado; ultra-mababang pag-absorb ng kahalumigmigan at matatag na elektrikal na katangian; mainam para sa mga medikal na device at high-reliability na industrial equipment |
|
SHENGYI |
S1141 |
140 |
4.4–4.6 |
0.16 |
Matipid na karaniwang grado; balanseng mekanikal at elektrikal na pagganap; malawakang ginagamit sa masalimuot na consumer electronics at mababang-lakas na industrial PCBs |
|
Panasonic |
R-1766 |
155 |
4.3 |
0.17 |
Pagtutol sa mataas na temperatura at mahusay na dimensional na katatagan; angkop para sa automotive electronics at precision instrument |

Bagama't maraming gamit ang FR4, mayroon itong likas na limitasyon na naghihigpit sa paggamit nito sa mga espesyalisadong aplikasyon, kaya kailangang isaalang-alang nang maingat ang pagpili ng materyales:
Ang epoxy resin matrix ng FR4 ay may limitadong thermal conductivity at kakayahang lumaban sa boltahe kumpara sa mga espesyalisadong materyales. Sa mga aplikasyon na may mataas na kuryente at boltahe (tulad ng power inverters, high-voltage power supplies), ang matagalang pagkakalantad sa mataas na temperatura ay maaaring magdulot ng pagkasira ng resin, at ang labis na boltahe ay maaaring magdulot ng insulation breakdown. Ito ang naghihigpit sa paggamit nito sa mga device na may mataas na current density o operating voltage na umaabot sa higit sa 1kV, kung saan mas angkop ang mga materyales tulad ng ceramic substrates o polyimide.
Ang controlled impedance ay mahalaga para sa mataas na bilis ng signal transmission, ngunit ang dielectric constant (Dk) ng FR4 ay nagpapakita ng pagbabago sa mas mataas na frequency (nangunguna sa 1GHz). Ang pagbabagong ito ay nagdudulot ng hindi pare-parehong mga halaga ng impedance sa buong PCB, na nagreresulta sa signal reflections, crosstalk, at impedance mismatches. Sa mga high-speed RF design (hal. 5G communication modules, radar systems), maaaring malubhang maapektuhan ang signal integrity, kaya ang FR4 ay hindi gaanong angkop kumpara sa mga low-Dk material tulad ng Rogers laminates.
Ang dissipation factor (Df) ng FR4 ay tumataas kasama ang dalas, na nagdudulot ng malaking pagbaba ng senyas sa mga dalas na nasa saklaw ng GHz. Kumpara sa mga espesyalisadong materyales na mataas ang dalas (tulad ng PTFE, Rogers 4000 series), na may ultra-mababang Df, ang FR4 ay nakararanas ng mas mataas na pagkawala ng enerhiya sa mga aplikasyon ng microwave at millimeter-wave. Dahil dito, hindi ito angkop para sa mga radar system, kagamitang pang-satellite communication, at iba pang electronic device na mataas ang dalas na nangangailangan ng pinakamaliit na pagkawala ng senyas.
Ang pagpili ng angkop na uri ng FR4 ay nangangailangan ng pag-aayos ng mga katangian ng materyales batay sa mga pangangailangan sa disenyo ng PCB, kondisyon ng operasyon, at proseso ng pagmamanupaktura. Narito ang ilang praktikal na gabay:
Ang kapal ng FR4 substrate ay nasa pagitan ng 0.2mm (napakapino) hanggang 3.2mm (makapal), kung saan ang pagpili ay nakadepende sa pangangailangan ng aplikasyon: Ang manipis na FR4 (≤0.8mm) ay nag-aalok ng kakayahang umangkop at makatipid sa espasyo, na angkop para sa mga kompakto na aparato tulad ng mga mobile phone, wearable device, at manipis na industrial sensor; ang makapal na FR4 (≥1.6mm) ay nagbibigay ng mas mataas na mekanikal na tibay at suporta sa istruktura, na angkop para sa malalaking PCB, high-power device, at kagamitang nakararanas ng mekanikal na impact (tulad ng mga control panel ng industrial machinery).
Pumili ng mataas na Tg na FR4 (>150°C) kapag ang PCB ay dadaanan sa lead-free soldering (mas mataas na temperatura) o gagamitin sa mataas na temperatura na kapaligiran (tulad ng engine compartment ng sasakyan, industrial oven). Ang karaniwang Tg na FR4 (135–150°C) ay sapat na para sa mga aplikasyon na may mababang temperatura tulad ng consumer electronics, kagamitang opisina, at indoor sensor, na nag-aalok ng ekonomikal na alternatibo nang hindi isinasakripisyo ang pangunahing pagganap.
Para sa mataas na bilis ng digital o analog na mga sirkito (hal., data center server, communication router), bigyang-priyoridad ang mga grado ng FR4 na may matatag na dielectric constant (Dk) sa buong saklaw ng operating frequency. Ang isang matatag na Dk ay nagagarantiya ng pare-parehong signal propagation at pinakamaliit na signal distortion, na kritikal para mapanatili ang katumpakan ng data transmission at pagganap ng device.
Gamitin ang mga mapagkukunang ibinigay ng tagagawa upang makagawa ng matalinong desisyon: Gamitin ang mga online tool tulad ng mga pumipili ng materyales (na inaalok ng Isola, Ventec, at iba pa) upang i-filter ang mga materyales batay sa Tg, Dk, at moisture absorption; gamitin ang mga calculator ng impedance upang i-verify kung ang napiling FR4 ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa controlled impedance; at tingnan ang Mga Handbook sa Disenyo para sa Produksyon (Design for Manufacturing o DFM) upang tiyakin na ang materyal ay tugma sa mga proseso ng pag-assembly (hal., pagbuho, pag-solder, conformal coating).
Itinatag ng mga pamantayan ng IPC (Association Connecting Electronics Industries) ang mahigpit na kriterya sa kalidad para sa FR4 PCBs, na nagagarantiya ng pagkakapare-pareho at maaasahang performance sa buong industriya. Ang dalawang pangunahing pamantayan na may kaugnayan sa FR4 ay ang IPC-A-600 (Acceptability of Printed Boards) at IPC-6012 (Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards):
Tinutukoy ng IPC-A-600 ang mga kinakailangan sa kalidad ng ibabaw ng FR4 substrate, na nakatuon sa mga isyu tulad ng pagkalantad ng weave at tekstura ng weave. Ang labis na pagkalantad ng weave (kung saan makikita ang tela ng glass fiber sa pamamagitan ng resin) ay maaaring magpahina sa pandikit ng solder at makaapekto sa uniformity ng solder mask, habang ang hindi pare-parehong texture ng weave ay maaaring magdulot ng hindi tumpak na pagkakabit ng mga sangkap. Ang mga depekto na ito ay kinlasipika batay sa antas ng kanilang pagkalugi, na ang Class 3 (para sa mataas na katiyakan tulad ng medical at aerospace) ay nangangailangan ng mahigpit na pagsunod sa mga pamantayan sa kabuuang ikalat ng ibabaw.
Tinutugunan ng IPC-6012 ang mga depekto sa ilalim ng ibabaw ng FR4 substrates, kabilang ang measling (mga maliit na bitak sa resin), crazing (network ng mikrobitak), delamination (paghiwalay ng mga layer), blisters (mga bulsa ng hangin o kahalumigmigan), at kontaminasyon ng dayuhang materyales. Malubha ang epekto ng mga depektong ito sa pagiging maaasahan ng multi-layer at mataas na densidad na PCBs, dahil maaari itong magdulot ng electrical short circuits, pagkabigo sa mekanikal, o maagang pagkasira ng device. Ipinapairal ng pamantayan ang masusing pagsusuri (hal., X-ray, ultrasonic testing) upang matukoy ang mga depekto sa ilalim ng ibabaw, lalo na para sa mahahalagang aplikasyon sa automotive at aerospace na sektor.
Bagama't malawak ang paggamit nito, hindi angkop ang FR4 para sa mga espesyalisadong aplikasyon na may matitinding pangangailangan. Dapat isaalang-alang ang mga alternatibong materyales sa mga sumusunod na sitwasyon:
Ang balanseng performance at murang gastos ng FR4 ang nagiging sanhi upang ito maging pangunahing substrate sa iba't ibang industriya, kung saan kasama ang mga pangunahing aplikasyon na:

Kapag pinag-uusapan ng mga inhinyero ang PCB fabrication o PCB manufacturing, ang termino Fr4 ay halos kapareho ng pundasyon ng modernong elektronika. Sa mismong batayan nito, ang FR4 ay isang kompositong materyal na bumubuo sa pangunahing istruktural at elektrikal na likas ng karamihan sa mga printed circuit board na ginagamit sa kasalukuyan. Ngunit ang FR4 ay higit pa sa isang simpleng "substrate ng PCB"; ito ay isang kahanga-hangang halo ng agham sa materyales, sertipikasyon sa kaligtasan, at inhenyerong pagganap.
Fr4 ay isang maikli para sa "Flame Retardant 4" — isang pamantayan na itinakda ng National Electrical Manufacturers Association (NEMA) para sa mga laminadong epoxy na pinalakas ng glass fiber. Ang "FR" ay kumakatawan sa Pagtataboy ng apoy flame Retardant
Mga mahahalagang katotohanan tungkol sa FR4:
Sa antas na teknikal, ang FR4 ay isang laminado ng epoxy resin na pinatibay ng fiberglass ibig sabihin nito, ito ay isang komposito: mga layer ng mahigpit na hinabing tela ng fiberglass (para sa lakas) na binabad sa resin na epoxy (para sa pandikit, pagkakabukod, at integridad na mekanikal). Ang resultang mga sheet ng FR4 ang siyang nagsisilbing Materyal na base ng PCB , na nag-aalok ng mahusay na kombinasyon ng elektrikal na insulasyon, lakas na mekanikal, at kabisaan sa gastos.
Ang papel ng materyal na FR4 sa paggawa ng PCB ay maaaring i-summary bilang:
"Ang halo ng FR4 na pampalagal ng apoy, lakas na mekanikal, at electrical insulation ay hindi matatalo ng anumang isang alternatibo para sa pangkalahatang paggawa ng PCB." — Materials Engineer, IPC Standards Committee
Mula sa maliit na batch ng PCB para sa mga startup at prototyping hanggang sa mataas na dami ng multilayer na PCB sa aerospace o automotive na aplikasyon, ang FR4 ay may hindi matatawaran na balanse ng pagganap, kaligtasan, at gastos na siyang dahilan kung bakit ito ang pangunahing dielectric material:
|
Mga ari-arian |
Paglalarawan |
|
Buong Pangalan |
Flame Retardant 4 (FR4) |
|
Batayang materyal |
Glass-reinforced epoxy laminate |
|
Pangunahing Sertipikasyon |
UL94V-0 (Panghinto sa Apoy) |
|
Pangunahing Gamit |
Substrate ng PCB, prepreg, copper-clad laminate |
|
Mga Wastong Elektrikal |
Mataas na dielectric constant, mababang Df |
|
Mga Katangiang Mekanikal |
Matibay, matigas, at matatag ang sukat |
|
Tipikal na Range ng Kapaligiran |
0.2 mm hanggang 3.2 mm (maaaring i-customize) |
Naging pamantayan na ang FR4 material para sa Mga materyales sa substrate ng PCB hindi lamang dahil sa mga katangiang teknikal nito, kundi pati na rin sa napapatunayang katiyakan at pandaigdigang standardisasyon . Ang kanyang pinagsamang glass Fiber at epoxy Resin ay nagbibigay ng natatanging sinerhi—na nagiging higit pa sa isang karaniwang produkto, kundi ang puso ng walang bilang na mga inobasyon sa elektronika.
Ang FR4 ay ang pamantayang substrate ng PCB sa industriya dahil sa hindi matatalo nitong balanse ng katatagan, murang gastos, maaasahang pagkakabukod, at matibay na mekanikal-elektrikal na pagganap, na nakakasapat sa pangunahing pangangailangan ng consumer electronics, automotive, kontrol sa industriya, at sektor ng medisina. Gayunpaman, hindi ito angkop para sa mga advanced na mataas na dalas na aplikasyon (tulad ng 5G, radar) o matinding kapaligiran (malakas na radiation, mapaminsalang kemikal) kung saan kinakailangan ang mga espesyalisadong materyales. Ang susi sa optimal na paggamit ay ang pagtutugma ng grado, kapal, at mga katangian ng FR4 nang eksakto sa mga pangangailangan ng proyekto—tulad ng mga high-Tg na grado para sa lead-free soldering o ultra-thin na bersyon para sa kompakto mga aparatong elektroniko.
Karaniwang FR4: 0.15–0.20% (24-oras na pagbabad sa 23°C); mga high-performance na grado: 0.12–0.15%, perpekto para sa mahangin/marine na kapaligiran.
Bumababa ang Dk kasama ang frequency: 4.3–4.8 sa 1MHz (matatag para sa mabagal na paggamit); 3.8–4.2 sa 1–10GHz. Ang high-performance na FR4 ay pinipigilan ang pagbabagong ito para sa high-speed na mga circuit.
Oo. Ang ultra-thin na FR4 (0.2–0.8mm) ay angkop para sa mga wearable/foldable na device; ang malalaking format na FR4 (higit sa 500mm×600mm) ay gumagamit ng low-CTE, high-rigidity na grado upang maiwasan ang pagkurap.
Hindi mapanganib ayon sa pandaigdigang pamantayan. Limitado ang kakayahang i-recycle nito, ngunit maaaring kunin at muling gamitin ang copper foil; ang natitirang halo ng glass fiber/resin ay itinatapon sa sanitary landfill o ginagamit bilang construction aggregate.
Kasunduan sa lead-free soldering (240–260°C) kapag gumagamit ng high-Tg na FR4 (>170–180°C); ang karaniwang Tg (135–150°C) ay may panganib na magkurap o mag-delaminate.
Balitang Mainit2026-01-17
2026-01-16
2026-01-15
2026-01-14
2026-01-13
2026-01-12
2026-01-09
2026-01-08