FR-4

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FR-4 oder auch FR4 bezeichnet eine Klasse von schwer entflammbaren und flammenhemmenden Verbundwerkstoffen bestehend aus Epoxidharz und Glasfasergewebe. Die Abkürzung FR steht für englisch flame retardant (dt. flammenhemmend) und entspricht den Anforderung von UL94V-0. FR-4 ist in verschiedenen Varianten am Markt verfügbar. Zur Verbesserung der Flammhemmung wird der Verbundwerkstoff mit chemischen Stoffen wie polybromierte Diphenylether basierend auf Brom versetzt, in der halogenfreien Variante entfällt dieser Zusatz. Der Verbundwerkstoff FR-4 wurde 1968, neben anderen Verbundwerkstoffen, von der National Electrical Manufacturers Association (NEMA) in den Eigenschaften in der Spezifikation NEMA LI1 festgelegt.[1]

FR-4 wird unter anderem als elektrisch nicht leitendes Trägermaterial bei elektrischen Leiterplatten eingesetzt. FR-4 ist in diesem Anwendungsbereich einer der meistgenutzten Werkstoffe, da es im Gegensatz zu ähnlichen Verbundwerkstoffen wie FR-2, sogenanntes Hartpapier, eine bessere Kriechstromfestigkeit und eine geringere Wasseraufnahme aufweist. Weiterer Vorteil von FR-4 ist die gute Haftbarkeit, welche das dauerhafte Anbringen von Leiterbahnstrukturen aus Kupfer auf dem Trägermaterial gewährleistet. Weitere Anwendungen liegen im Bereich der Elektromechanik als verschiedenartig geformte Abstands- oder Stützelemente.

FR-4 weist eine maximale Betriebstemperatur von 115 bis 140 °C auf, die Durchschlagfestigkeit liegt bei 20 kV/mm. Die vor allem im Bereich von Hochfrequenzanwendungen und schnellen Digitalschaltungen bedeutende Dielektrizitätszahl liegt im Bereich von 3,8…4,5.[2]

Literatur[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. NEMA Standards Publication No. LI 1-1998: Industrial Laminating Thermosetting Products. National Electrical Manufacturers Association (NEMA), abgerufen am 28. Mai 2014.
  2. PCB Dielectric Material Selection and Fiber Weave Effect on High-Speed Channel Routing AN-528-1.1. Altera, 2011, abgerufen am 28. Mai 2014.