المواد الخام FR: لماذا هي الخيار الأول للمكونات الإلكترونية؟ كيف يوازن FR4 بين مثبطات اللهب والعزل؟

1. ما هي المزايا التي تجعل المواد الخام FR الخيار المفضل للمكونات الإلكترونية؟

أصبحت المواد الخام FR (مثبطات اللهب) هي المادة الأساسية للمكونات الإلكترونية نظرًا لمزيجها الفريد من الأداء والسلامة والقدرة على التكيف - مما يعالج نقاط الضعف الرئيسية في الأنظمة الإلكترونية مثل خطر الحريق واستقرار الإشارة والمقاومة البيئية.

تثبيط اللهب المتأصل: القضاء على مخاطر الحرائق في الأماكن الضيقة

غالبًا ما تُستخدم المكونات الإلكترونية (مثل لوحات الدوائر والموصلات) في التخطيطات الكثيفة (على سبيل المثال، خزائن الخوادم، ووحدات التحكم الإلكترونية في السيارات)، حيث يمكن أن يؤدي حريق مكون واحد إلى تفاعل متسلسل. المواد الخام FR تم تصميمها لمقاومة الاحتراق: فهي إما تنطفئ ذاتيًا في غضون 10 ثوانٍ بعد مغادرة مصدر الحريق (تتوافق مع معيار مثبطات اللهب UL94 V-0) أو لا تنتج مواد منصهرة متساقطة (تجنب الاشتعال الثانوي). على عكس المواد غير المثبطة للهب (مثل راتنجات الإيبوكسي العادية)، التي تحترق بشكل مستمر وتطلق غازات سامة (على سبيل المثال، أول أكسيد الكربون وكلوريد الهيدروجين) عند تسخينها، يمكن لمواد FR أن تقلل من معدل انتشار الحريق بنسبة 80٪ في حالة حدوث ماس كهربائي أو حمل زائد - وهو أمر بالغ الأهمية لحماية المعدات الإلكترونية باهظة الثمن وضمان سلامة الموظفين.

أداء عزل مستقر: ضمان دقة نقل الإشارة

تعتمد المكونات الإلكترونية على مواد عازلة لمنع تسرب التيار وتداخل الإشارة. تتميز المواد الخام FR بخصائص عازلة ممتازة: تكون مقاومتها الحجمية عادة ≥10¹⁴ Ω·cm (أعلى 100 مرة من المواد العازلة غير FR)، ويكون ظل فقدان العزل الكهربائي (tanδ) ≥0.02 عند 1 ميجاهرتز. وهذا يعني أنها يمكن أن تحافظ على عزل مستقر حتى في بيئات الإشارات عالية التردد (على سبيل المثال، مكونات محطة قاعدة 5G، والأجهزة الإلكترونية الفضائية)، وتجنب توهين الإشارة أو الحديث المتبادل. على سبيل المثال، في لوحة الدوائر عالية السرعة، تضمن مواد FR أن يكون انخفاض الجهد بين الدوائر المتجاورة أقل من 0.1 فولت، مما يلبي متطلبات الدقة لنقل الإشارات الإلكترونية.

القدرة على التكيف البيئي: تحمل ظروف العمل القاسية

تعمل المكونات الإلكترونية في بيئات متنوعة — بدءًا من حجرات محركات السيارات ذات درجة الحرارة العالية (درجة الحرارة المحيطة حتى 125 درجة مئوية) وحتى خزانات الاتصالات الخارجية الرطبة (الرطوبة النسبية > 95%). تتمتع المواد الخام FR بمقاومة بيئية قوية:

• مقاومة درجات الحرارة العالية: يمكن لمعظم مواد FR الحفاظ على الاستقرار الهيكلي عند 130-180 درجة مئوية، مع درجة حرارة التزجج (Tg) ≥130 درجة مئوية (يشير Tg إلى درجة الحرارة التي تنتقل عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة المرنة). على سبيل المثال، في وحدات التحكم الإلكترونية للسيارات، مواد FR لا تلين أو تتشوه حتى عندما ترتفع درجة حرارة المحرك إلى 150 درجة مئوية.

• مقاومة الرطوبة: تتمتع مواد FR بامتصاص منخفض للماء (أقل من 0.15% بعد 24 ساعة من الغمر في ماء بدرجة حرارة 23 درجة مئوية)، مما يمنع تدهور أداء العزل الناتج عن امتصاص الرطوبة. في المناطق الساحلية ذات الرطوبة العالية، يمكن للوحات الدوائر المعتمدة على FR الحفاظ على التشغيل العادي لأكثر من 5 سنوات دون تسرب.

• المقاومة الكيميائية: إنها مقاومة للمواد الكيميائية الصناعية الشائعة (مثل زيت المحرك ومواد التنظيف) ولا تتفاعل مع هذه المواد لإنتاج منتجات ثانوية ضارة، مما يضمن موثوقية طويلة المدى في مجال السيارات والتحكم الصناعي والمجالات الأخرى.
  
  

فعالية التكلفة: الموازنة بين الأداء والميزانية

في حين أن المواد الخام FR أغلى قليلاً من المواد غير المثبطة للهب (زيادة التكلفة بنسبة 10%-20%)، إلا أن ميزة التكلفة الشاملة الخاصة بها واضحة. أولاً، تقلل من الحاجة إلى تدابير إضافية للحماية من الحرائق (مثل تركيب حواجز الحريق في الخزانات الإلكترونية)، مما يوفر ما بين 30% إلى 40% من تكاليف المواد المساعدة. ثانيًا، إن عمر الخدمة الطويل (من 5 إلى 10 سنوات، أي ضعف عمر المواد التي لا تحتوي على FR) يقلل من تكرار استبدال المكونات وصيانتها. على سبيل المثال، في مركز بيانات كبير، يمكن أن يؤدي استخدام لوحات الدوائر المعتمدة على FR إلى تقليل تكاليف الصيانة بنسبة 25% على مدار 5 سنوات مقارنة بالبدائل التي لا تعتمد على FR.

2. ما هي مادة FR4؟ لماذا هي المادة الخام FR الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في المكونات الإلكترونية؟

FR4 هو نوع من المواد المركبة من راتنجات الإيبوكسي المقواة بالألياف الزجاجية، ويأتي اسمها من معيار NEMA (الرابطة الوطنية لمصنعي الأجهزة الكهربائية) - يمثل "FR" مثبطات اللهب، ويشير "4" إلى النوع الرابع من المواد المثبطة للهب. لقد أصبحت المادة الخام FR الأكثر شيوعًا في صناعة المكونات الإلكترونية نظرًا لأدائها المتوازن وعملية التصنيع الناضجة.

تكوين FR4: الهيكل "ثلاثي النواة" يحدد الأداء

يتكون FR4 من ثلاثة أجزاء رئيسية، يساهم كل منها في أدائه العام:

• طبقة التعزيز: مصنوعة من قماش الألياف الزجاجية (عادةً الألياف الزجاجية E)، والتي توفر القوة الهيكلية. يتميز قماش الألياف الزجاجية بقوة شد عالية (≥3000MPa) ومعامل تمدد حراري منخفض (≥15×10⁻⁶/°C)، مما يضمن أن FR4 لا يتشوه أو يتشوه أثناء المعالجة (على سبيل المثال، حفر لوحة الدائرة الكهربائية، اللحام).

• راتنجات المصفوفة: راتنجات إيبوكسي معدلة بإضافات مثبطة للهب (مثل راتنجات الإيبوكسي المبرومة ومثبطات اللهب القائمة على الفوسفور). يربط الراتينج قماش الألياف الزجاجية بالكامل ويوفر العزل ومثبطات اللهب.

• الحشو: مكونات اختيارية مثل مسحوق السيليكا، والتي يمكنها ضبط التوصيل الحراري للمادة واستقرار الأبعاد. بالنسبة للمكونات الإلكترونية عالية الطاقة (مثل محركات LED)، فإن إضافة حشوات موصلية حرارية عالية يمكن أن يحسن كفاءة تبديد الحرارة بنسبة 20%-30%.
  
  

مزايا أداء FR4: تلبية الاحتياجات متعددة الأبعاد للمكونات الإلكترونية

بالمقارنة مع مواد FR الأخرى (مثل FR1، FR2)، تتمتع FR4 بمزايا شاملة واضحة:

• قوة ميكانيكية أعلى: قوة الانثناء هي ≥450MPa (أعلى بنسبة 30% من FR2)، مما يجعلها مناسبة للمكونات الإلكترونية الحاملة (على سبيل المثال، لوحات الدوائر المطبوعة للروبوتات الصناعية، والتي تحتاج إلى تحمل الاهتزاز الميكانيكي).

• نطاق التكيف مع درجة الحرارة الأوسع: درجة حرارة الاستخدام المستمر لـ FR4 هي 130-150 درجة مئوية، ويمكن أن تصل درجة حرارة المقاومة قصيرة المدى إلى 260 درجة مئوية (تلبية متطلبات درجة حرارة اللحام الخالية من الرصاص للمكونات الإلكترونية). في المقابل، لا يمكن استخدام FR1 إلا في درجة حرارة أقل من 105 درجة مئوية، مما يحد من تطبيقه في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.

• إمكانية معالجة أفضل: يمكن معالجة FR4 إلى صفائح رفيعة (أدنى سُمك 0.1 مم) أو ألواح سميكة (أقصى سُمك 50 مم) ويدعم العمليات الدقيقة مثل الحفر بالليزر (قطر الثقب ≥0.1 مم) والتركيب السطحي - للتكيف مع اتجاهات التصغير والكثافة العالية للمكونات الإلكترونية.
  
  

نطاق تطبيق FR4: تغطية سلسلة الصناعة الإلكترونية بأكملها

يستخدم FR4 على نطاق واسع في جميع أنواع المكونات الإلكترونية تقريبًا:

• لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs): المادة الأساسية لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور أحادية الجانب، ومزدوجة الجوانب، ومتعددة الطبقات، وتمثل 90% من استهلاك المواد الخام لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الصلبة.

• العبوات الإلكترونية: تستخدم لتصنيع العبوات العازلة لمصادر إمداد الطاقة والموصلات وأجهزة الاستشعار، مما يمنع الصدمات الكهربائية والتداخل الكهرومغناطيسي.

• الفواصل العازلة: في المكونات الإلكترونية ذات الجهد العالي (مثل المحولات والعاكسات)، تستخدم الفواصل FR4 لعزل مستويات الجهد المختلفة، مما يضمن سلامة العزل.

• المبددات الحرارية: يتم استخدام FR4 المعدل ذو الموصلية الحرارية العالية (الموصلية الحرارية ≥1.5 وات/(م·ك)) كركيزة لتبديد الحرارة لرقائق LED وأشباه موصلات الطاقة، لتحل محل المشتتات الحرارية المعدنية التقليدية في بعض السيناريوهات لتقليل الوزن.
  
  

3. كيف يوازن FR4 بين تثبيط اللهب والعزل؟ جوهر يكمن في صيغة المواد ومراقبة العمليات

في بعض الأحيان تكون مثبطات اللهب والعزل مقيدتين بشكل متبادل - فقد تؤدي بعض إضافات مثبطات اللهب إلى تقليل أداء عزل المادة. يحل FR4 هذا التناقض من خلال تصميم الصيغة الدقيقة والتحكم الصارم في العملية، مما يحقق "التميز المزدوج" في كلا الخاصيتين.

تصميم الصيغة: اختيار إضافات مثبطات اللهب التي لا تؤثر على العزل

يكمن مفتاح الموازنة بين مثبطات اللهب والعزل في اختيار إضافات مثبطات اللهب المناسبة والتحكم في جرعتها:

• مثبطات اللهب المبرومة (BFRs): يستخدم FR4 التقليدي راتنجات الإيبوكسي المبرومة كمصفوفة، حيث يمكن لذرات البروم التقاط الجذور الحرة المتولدة أثناء الاحتراق (تثبيط التفاعل المتسلسل للاحتراق) وتشكيل طبقة كربون كثيفة على سطح المادة (منع الأكسجين ونقل الحرارة). تتميز مثبطات اللهب المبرومة بكفاءة عالية (إضافة 15%-20% يمكن أن تلبي معيار UL94 V-0) وتوافق جيد مع راتنجات الإيبوكسي - فهي لا تدمر البنية الجزيئية للراتنج، وبالتالي فإن أداء العزل لـ FR4 يتأثر بالكاد (تبقى مقاومة الحجم ≥10¹⁴ Ω·cm).

• مثبطات اللهب القائمة على الفوسفور (غير مثبطات اللهب المعالجة بالبروم): بالنسبة للمتطلبات الصديقة للبيئة (على سبيل المثال، معيار RoHS 2.0)، يتم استخدام مثبطات اللهب القائمة على الفوسفور (مثل الفوسفور الأحمر واسترات الفوسفات) بدلاً من المثبطات المبرومة. تعمل مثبطات اللهب القائمة على الفوسفور عن طريق توليد حمض الفوسفوريك أثناء الاحتراق، مما يعزز المادة لتشكيل طبقة كربون ويطلق غازات غير قابلة للاشتعال (مثل النيتروجين) لتخفيف الأكسجين. لتجنب المواد المضافة القائمة على الفوسفور التي تقلل من العزل، يستخدم المصنعون "تقنية التغليف الدقيق" - وهي طلاء الجسيمات القائمة على الفوسفور بطبقة رقيقة من راتنجات الإيبوكسي، والتي تعزل مثبطات اللهب عن مصفوفة العزل وتضمن أن المقاومة الحجمية لـ FR4 لا تزال ≥10¹³ Ω·cm (تلبية متطلبات العزل لمعظم المكونات الإلكترونية).

• مثبطات اللهب التآزرية: من خلال الجمع بين اثنين أو أكثر من مثبطات اللهب (على سبيل المثال، ثالث أكسيد أنتيمون البروم)، يتم تحسين كفاءة مثبطات اللهب مع تقليل إجمالي الجرعة المضافة. على سبيل المثال، إضافة 12% من الراتنج المبروم، 3% ثالث أكسيد الأنتيمون يمكن أن يحقق نفس تأثير مثبط اللهب مثل إضافة 20% من الراتنج المبروم وحده - كمية أقل من المواد المضافة تعني تأثيرًا أقل على أداء العزل.
  
  

التحكم في العملية: ضمان توحيد هيكل المواد لتجنب نقاط ضعف العزل

حتى مع وجود صيغة معقولة، يمكن أن تؤدي المعالجة غير الصحيحة إلى توزيع غير متساوٍ لمثبطات اللهب أو عيوب في هيكل المادة، مما يؤدي إلى تدهور العزل المحلي. يتحكم تصنيع FR4 بشكل صارم في العمليات التالية:

• تشريب الألياف الزجاجية: يتم تشريب قماش الألياف الزجاجية بالكامل براتنج الإيبوكسي المقاوم للهب، ويتم التحكم في سرعة التشريب (1-2 م/دقيقة) ولزوجة الراتينج (500-800cP) لضمان اختراق الراتينج لكل فجوة في الألياف. يؤدي هذا إلى تجنب "البقع الجافة" (المناطق التي لا تحتوي على راتينج) في المادة - البقع الجافة ذات عزل ضعيف وتكون عرضة للاشتعال.

• التشكيل بالضغط الساخن: يتم ضغط قماش الألياف الزجاجية المشربة إلى صفائح عند درجة حرارة عالية (160-180 درجة مئوية) وضغط عالي (20-30MPa). يتم ضبط وقت الضغط الساخن (30-60 دقيقة) وفقًا لسمك الورقة لضمان معالجة الراتنج بالكامل وتوزيع مثبطات اللهب بالتساوي. الإفراط في المعالجة سيجعل المادة هشة (تقليل القوة الميكانيكية)، في حين أن المعالجة المنخفضة ستترك الراتنج غير المتفاعل (تقليل كل من تثبيط اللهب والعزل).

• معالجة السطح: بعد التشكيل، يتم صقل لوح FR4 لإزالة عيوب السطح (مثل النتوءات وعقيدات الراتنج). من السهل أن تتراكم هذه العيوب الغبار والرطوبة، مما يقلل من مقاومة عزل السطح. السطح المصقول لديه خشونة (Ra) ≥0.8μm، مما يضمن أداء العزل المستقر.
  
  

التحقق من الأداء: الاختبار المزدوج لتثبيط اللهب والعزل

للتأكد من أن FR4 يلبي متطلبات الأداء، يقوم المصنعون بإجراء اختبارات صارمة قبل مغادرة المصنع:

• اختبار تثبيط اللهب: وفقًا لمعيار UL94، فإن عينة FR4 (127 مم × 12.7 مم × 3.2 مم) يتم حرقها عموديًا بلهب 10 مم لمدة 10 ثوانٍ، ثم تتم إزالة اللهب. إذا كانت العينة تنطفئ ذاتيًا خلال 10 ثوانٍ ولم تتساقط أي مادة منصهرة، فإنها تلبي معيار V-0.

• اختبار العزل:

• • اختبار مقاومة الحجم: قم بقياس المقاومة بين قطبين كهربائيين في المادة (الجهد المطبق 500 فولت تيار مستمر)، ويتطلب ≥10¹³ Ω·cm.

• • اختبار قوة العزل الكهربائي: قم بتطبيق جهد التيار المتردد (50 هرتز) على عينة FR4 حتى يحدث الانهيار، مما يتطلب قوة العزل الكهربائي ≥20 كيلو فولت/مم (لضمان عدم حدوث عطل في المكونات الإلكترونية ذات الجهد العالي).

• • اختبار مؤشر التتبع (CTI): قياس الجهد الكهربي الذي يشكل عنده سطح المادة مسارًا موصلًا تحت تأثير المحلول (0.1% محلول كلوريد الأمونيوم)، والذي يتطلب CTI ≥175V (تجنب تسرب السطح الناتج عن الرطوبة والغبار).
    
    

4. ما هي العوامل التي ينبغي أخذها في الاعتبار عند اختيار FR4 لسيناريوهات المكونات الإلكترونية المختلفة؟

ليست كل مواد FR4 متماثلة، فالدرجات المختلفة من FR4 لها اختلافات في تثبيط اللهب والعزل ومقاومة درجات الحرارة. يجب أن يعتمد الاختيار على المتطلبات المحددة للمكونات الإلكترونية.

الاختيار على أساس مستوى مثبطات اللهب: من الحماية الأساسية إلى الأمان العالي

يحتوي FR4 على درجات مختلفة من مثبطات اللهب وفقًا لمعايير UL94، ويعتمد الاختيار على خطر الحريق في سيناريو التطبيق:

• درجة UL94 V-2: مناسبة للسيناريوهات منخفضة المخاطر (مثل الأجهزة الإلكترونية المنزلية ذات الطاقة المنخفضة، مثل أجهزة التحكم عن بعد). تنطفئ العينة ذاتيًا خلال 30 ثانية بعد تركها للنار، ويمكن أن تتساقط المادة المنصهرة (لكنها لا تشعل القطن أدناه).

• درجة UL94 V-1: للسيناريوهات متوسطة المخاطر (مثل المعدات المكتبية مثل الطابعات). تنطفئ العينة ذاتيًا خلال 30 ثانية، ولا تتساقط أي مادة منصهرة.

• درجة UL94 V-0: للسيناريوهات عالية المخاطر (على سبيل المثال، لوحات دوائر الخادم، ومكونات مقصورة محرك السيارة). تنطفئ العينة ذاتيًا خلال 10 ثوانٍ، ولا تتساقط أي مادة منصهرة - وهذه هي الدرجة الأكثر استخدامًا من FR4.

• درجة UL94 5VA: لسيناريوهات المخاطر الشديدة (مثل المكونات الإلكترونية الفضائية). يتم حرق العينة بلهب 50 مم لمدة 5 ثوانٍ، وتنطفئ ذاتيًا خلال 60 ثانية، ولا تتشكل أي ثقوب (متطلبات مثبطات اللهب أعلى من V-0).
  
  

الاختيار على أساس أداء العزل: التكيف مع البيئات عالية التردد والجهد العالي

بالنسبة للمكونات الإلكترونية ذات متطلبات العزل الصارمة، يجب اختيار FR4 عالي الجودة:

• متطلبات العزل العامة (على سبيل المثال، لوحات الدوائر ذات التردد المنخفض): FR4 العادي (مقاومة الحجم ≥10¹⁴ Ω·cm، قوة العزل الكهربائي ≥20 كيلو فولت/مم) كافية.

• البيئات عالية التردد (على سبيل المثال، مكونات هوائي 5G): مطلوب FR4 عالي التردد مع فقدان عازل منخفض (tanδ ≥0.015 عند 10 جيجا هرتز). يستخدم هذا النوع من FR4 راتنجات الإيبوكسي منخفضة الفقد وقماش الألياف الزجاجية عالي النقاء، لتجنب توهين الإشارة الناتج عن فقدان العزل الكهربائي العالي.

• البيئات ذات الجهد العالي (على سبيل المثال، محولات إمداد الطاقة): تم تحديد FR4 عالي الجهد بقوة عازلة ≥30 كيلو فولت/مم. تحتوي المادة على عدد أقل من العيوب الداخلية (مثل الفقاعات والشوائب) لمنع الانهيار تحت الجهد العالي.
  
  

الاختيار بناءً على مقاومة درجة الحرارة: مطابقة درجة حرارة تشغيل المكونات

تحدد درجة حرارة التزجج (Tg) لـ FR4 نطاق تطبيق درجات الحرارة العالية:

• Low Tg FR4 (Tg = 130-150°C): مناسب لبيئات درجة الحرارة العادية (مثل المكونات الإلكترونية المنزلية والمعدات المكتبية)، حيث لا تتجاوز درجة حرارة التشغيل 100°C.

• متوسط ​​Tg FR4 (Tg = 150-170 درجة مئوية): للبيئات متوسطة الحرارة (مثل المكونات الإلكترونية الموجودة على متن السيارات، وأنظمة التحكم الصناعية)، حيث تكون درجة حرارة التشغيل 100-125 درجة مئوية.

• High Tg FR4 (Tg ≥170°C): للبيئات ذات درجات الحرارة العالية (على سبيل المثال، مكونات حجرة المحرك، مصابيح LED عالية الطاقة)، ​​حيث تكون درجة حرارة التشغيل 125-150°C. يستخدم High Tg FR4 راتنجات إيبوكسي معدلة (على سبيل المثال، راتنجات إيبوكسي نوفولاك) لتحسين درجة حرارة التزجج.
  
  

5. ما هي حالات سوء الفهم الشائعة التي يجب تجنبها عند استخدام مادة FR4؟

سوء الفهم 1: "FR4 غير قابل للاشتعال"

FR4 هو "مثبط للهب" وليس "غير قابل للاشتعال". يمكن أن ينطفئ ذاتيًا بعد مغادرة مصدر الحريق ولكنه سيظل مشتعلًا عند تعرضه المستمر لهيب بدرجة حرارة عالية (على سبيل المثال، لهب الأسيتيلين 1000 درجة مئوية). ولذلك، في سيناريوهات الحرائق الشديدة (على سبيل المثال، دوائر قصيرة واسعة النطاق)، لا تزال هناك حاجة إلى تدابير إضافية للحماية من الحرائق (مثل الكابلات المقاومة للحريق، وأنظمة إطفاء الحرائق)، ولا يمكن الاعتماد على FR4 وحده للوقاية من الحرائق.

سوء الفهم 2: "درجة مثبطات اللهب الأعلى تعني أداء أفضل"

يعد السعي بشكل أعمى للحصول على درجات عالية من مثبطات اللهب (على سبيل المثال، استخدام درجة UL94 5VA Grade FR4 لأجهزة التحكم عن بعد المنزلية العادية) أمرًا غير ضروري ويزيد من التكاليف. تعد درجة 5VA FR4 أغلى بنسبة 30%-50% من درجة V-0، ولكن بالنسبة للسيناريوهات منخفضة المخاطر، فإن درجة V-0 كافية لتلبية متطلبات السلامة. النهج الصحيح هو اختيار درجة مثبطات اللهب بناءً على تقييم مخاطر الحريق الخاص بالتطبيق.

سوء الفهم 3: "لا يتدهور أداء العزل FR4 بمرور الوقت"

على الرغم من أن FR4 يتمتع بمقاومة بيئية جيدة، إلا أن أداء العزل الخاص به سوف يتدهور تدريجيًا في ظل ظروف قاسية طويلة المدى (على سبيل المثال، ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة العالية). على سبيل المثال، FR4 المستخدم في خزانات الاتصالات الخارجية لمدة 8 سنوات قد يكون له مقاومة حجمية مخفضة من 10¹⁴ Ω·cm إلى 10¹² Ω·cm (لا يزال يلبي الحد الأدنى من متطلبات العزل البالغة 10¹⁰ Ω·cm للمكونات الإلكترونية، ولكنه يتطلب فحصًا منتظمًا). لا يُنصح باستخدام FR4 بعد عمر الخدمة التصميمي (عادةً 5-10 سنوات) لتجنب فشل العزل.

سوء الفهم 4: "يمكن استخدام جميع FR4 للحام الخالي من الرصاص"

يتطلب اللحام الخالي من الرصاص أن تتحمل المادة درجة حرارة عالية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة 10-30 ثانية. فقط Tg FR4 المتوسط ​​والعالي (Tg ≥150°C) يمكنه تلبية هذا المتطلب - Tg FR4 المنخفض (Tg = 130°C) سوف يلين ويتشوه تحت 260°C، مما يؤدي إلى تزييف لوحة الدائرة أو انفصال المكونات. على سبيل المثال، إذا تم استخدام لوحة دوائر منخفضة Tg FR4 في لحام خالي من الرصاص للوحة الأم للهاتف الذكي، فقد تنحني اللوحة بأكثر من 1 مم بعد اللحام، مما يتسبب في حدوث دوائر قصيرة بين الدوائر المتجاورة. لذلك، عند تصميم المكونات التي تتطلب لحامًا خاليًا من الرصاص (الآن الاتجاه السائد في صناعة الإلكترونيات)، من الضروري تحديد درجة Tg لـ FR4 بوضوح وتجنب استخدام منتجات Tg منخفضة.

سوء الفهم 5: "FR4 بنفس الدرجة يتمتع بأداء ثابت"

حتى بالنسبة لـ FR4 من نفس الدرجة (على سبيل المثال، UL94 V-0، Tg 150°C)، قد تكون هناك اختلافات في الأداء بين الدُفعات أو الشركات المصنعة المختلفة. وذلك لأن جودة المواد الخام (على سبيل المثال، نقاء قماش الألياف الزجاجية، نوع راتنجات الايبوكسي) ودقة التحكم في العملية (على سبيل المثال، توحيد التشريب، واستقرار درجة حرارة الضغط الساخن) تختلف. على سبيل المثال، قد يكون لمجموعتين من V-0 درجة FR4 مقاومة حجمية تبلغ 10¹⁴ Ω·cm و10¹³ Ω·cm على التوالي - والأخير عند الحد الأدنى للمعيار وقد لا يكون مناسبًا لسيناريوهات العزل عالية الدقة. لذلك، قبل الإنتاج الضخم، من الضروري أخذ عينات واختبار FR4 لكل دفعة، والتحقق من المؤشرات الرئيسية مثل مثبطات اللهب، والعزل، ومقاومة درجات الحرارة، بدلاً من الاعتماد فقط على ملصق الدرجة.