Почему эпоксидная плата FR5 больше подходит для высокотемпературных применений, чем FR4?

В области электронных материалов эпоксидная плата FR5 и эпоксидная плата FR4 являются распространенными подложками для печатных плат. Однако цена эпоксидной платы FR5 часто выше, чем FR4, что тесно связано с ее превосходными характеристиками высокотемпературного применения. В этой статье будут подробно проанализированы причины, по которым эпоксидная плата FR5 дороже и больше подходит для высокотемпературных применений с точки зрения множества измерений, таких как эксплуатационные характеристики материала, процесс производства и сценарии применения.

Замечательная термостойкость FR5

1. Термостойкость эпоксидной платы FR4

Стандартная подложка эпоксидной платы FR4 состоит из бромированной эпоксидной смолы и стекловолокна. Ее обычная температура стеклования (Tg) находится в диапазоне 130°C - 150°C, а долгосрочная рабочая температура обычно не превышает 105°C. В условиях высоких температур эпоксидная плата FR4 склонна к расслоению, а ее механические свойства также значительно ухудшаются, что накладывает определенные ограничения на ее применение в условиях высоких температур.

2. Устойчивость к высоким температурам эпоксидной платы FR5

Эпоксидная плата FR5 использует эпоксидную смолу с высокой Tg или модифицированную смоляную систему, такую как фенольная эпоксидная смола. Благодаря таким свойствам материала долговременная термостойкость эпоксидной платы FR5 может достигать более 150 °C, и она по-прежнему может сохранять стабильные электрические и механические свойства в условиях высоких температур.

3. Воплощение ценности

Высокая Tg и термостойкость эпоксидной платы FR5 делают ее идеальным выбором для суровых условий, таких как автомобильные моторные отсеки, аэрокосмическая промышленность, высокочастотное и высокотемпературное электронное оборудование. Использование эпоксидной платы FR5 может эффективно снизить риск теплового отказа и обеспечить стабильную работу оборудования в условиях высоких температур, что является воплощением ее важной ценности в условиях высоких температур.

Модернизация формулы материала FR5

1. Оптимизация системы смол

В эпоксидной плите FR5 используются смолы с лучшими характеристиками, такие как безгалогеновые смолы и смолы с высокой плотностью сшивки, а в некоторые продукты также добавляются термостойкие наполнители, такие как керамический порошок. Использование этих высокопроизводительных материалов делает стоимость FR5 значительно выше, чем у эпоксидной плиты FR4 с использованием обычной эпоксидной смолы.

2. Улучшение армирующих материалов

Что касается армирующих материалов, в эпоксидных плитах FR5 может использоваться высококачественная стеклоткань с высоким содержанием кремния или даже специальные волокна, такие как полиимидные волокна. Эти материалы дополнительно повышают прочность эпоксидных плит FR5 при высоких температурах, а также увеличивают производственные затраты.

Сложный процесс производства FR5

1. Особенности процесса отверждения

Производство эпоксидных плит FR5 требует более высоких температур отверждения и более длительного времени отверждения, и обычно применяется процесс отверждения с сегментированным повышением температуры. Этот метод отверждения не только увеличивает потребление энергии, но и удлиняет производственный цикл, что напрямую приводит к увеличению производственных затрат.

2. Строгий контроль качества

Поскольку высокотемпературные материалы более чувствительны к примесям и колебаниям процесса, эпоксидные платы FR5 требуют более строгого контроля качества во время производства, включая тестирование однородности, тестирование термического напряжения и т. д. Хотя строгие процессы контроля качества гарантируют качество продукции, они также могут привести к более низкому выходу, чем у эпоксидных плат FR4, тем самым увеличивая производственные затраты.

Добавленная стоимость сценария применения FR5

1. Высокие требования к надежности

В сценариях применения при высоких температурах, таких как системы управления аккумуляторами электромобилей и промышленные системы управления двигателями, требования к показателям отказов оборудования чрезвычайно высоки. Эпоксидная плата FR5 может эффективно снизить затраты на обслуживание и замену оборудования благодаря своей долгосрочной стабильности, что экономит пользователям много денег в долгосрочной перспективе.

2. Преимущества соответствия нормативным требованиям

В некоторых применениях в условиях высоких температур продукты должны соответствовать сертификации UL (например, рейтингу огнестойкости UL 94 V-0) или требованиям RoHS по отсутствию галогенов. Разработка формулы эпоксидной платы FR5 позволяет легче соответствовать этим строгим стандартам, что дает ей явное преимущество в соблюдении требований.

Всесторонний компромисс между ценой и ценностью FR5

1. Разница в цене

Обычно цена эпоксидной платы FR5 на 20–50 % выше, чем у эпоксидной платы FR4. Однако, если учесть увеличенный срок службы и повышенную надежность системы в условиях высоких температур, общая стоимость использования эпоксидной платы FR5 может быть ниже.

2. Рекомендации по выбору

Для сценариев применения, где рабочая температура составляет ниже 100 °C в течение длительного времени и нет особых требований к механической прочности, эпоксидная плата FR4 более рентабельна; в условиях высоких температур и высокой надежности преимущество высокотемпературной производительности эпоксидной платы FR5 может быть напрямую преобразовано в стоимость продукта, что делает ее лучшим выбором.

Высокая цена эпоксидной платы FR5 обусловлена ее основной ценностью «высокотемпературной адаптивности». Благодаря модернизации материалов и оптимизации процесса эпоксидная плата FR5 успешно решила ограничения FR4 в условиях высоких температур. Для приложений с высокими требованиями к температуре и высокой надежности ценность, приносимая долговременной стабильностью производительности эпоксидной платы FR5, намного превышает первоначальную разницу в стоимости между ней и FR4.