Matériau FR4 et Tg : ce que signifient les chiffres
Un guide succinct sur le stratifié standard des circuits imprimés, sur la température de transition vitreuse et sur la Tg dont votre carte a besoin.
Ce qu’est le FR4
Le FR4 est le matériau de base le plus utilisé pour les circuits imprimés : un tissu de fibres de verre imprégné de résine époxy et rendu ignifuge (« FR »). Il est mécaniquement résistant, isolant électrique, n’absorbe presque pas d’eau et coûte peu, c’est pourquoi il sert pour la plupart des cartes.
Propriétés typiques
| Propriété | Valeur typique |
|---|---|
| Constante diélectrique | environ 4,2 à 4,8, selon la fréquence et la teneur en résine |
| Conductivité thermique | environ 0,3 W/m·K, pratiquement un isolant |
| Absorption d’eau | très faible |
| Tenue au feu | auto-extinguible (le « FR » du nom) |
La fiche technique du stratifié réellement utilisé fait foi ; les valeurs ci-dessus sont indicatives.
Ce que signifie la Tg
La température de transition vitreuse (Tg) est la température à laquelle la résine commence à ramollir. En dessous de la Tg, la carte se dilate peu ; au-dessus, la dilatation — surtout dans l’épaisseur — est multipliée. Cela sollicite le cuivre des trous métallisés. La Tg n’est pas une température de fonctionnement maximale : gardez la température de service nettement en dessous.
Options de Tg chez PCB-ELECTRA
| Tg | Usage |
|---|---|
| 135 °C (standard) | Cartes simples 1 et 2 couches, assemblage normal |
| 150 °C | Contrainte thermique plus forte : plusieurs passages de brasage, cartes plus épaisses, température de service plus élevée |
| 170 °C | Multicouche, refusions répétées, conditions thermiques exigeantes |
Les options de Tg plus élevée sont facturées à part ; le calculateur montre l’effet immédiatement. À titre indicatif, dès 4 couches, une Tg plus élevée est le choix le plus sûr, car l’empilage plus épais subit davantage de contrainte thermique au laminage et au brasage.
Pourquoi le brasage sans plomb pose la question
La brasure sans plomb se met en œuvre à des températures plus élevées que la brasure au plomb. Une carte qui subit une ou deux refusions sans plomb, ou qui est retouchée, profite d’une Tg plus élevée, alors qu’une carte simple brasée une seule fois à la vague se contente de la valeur standard.
Comment choisir
- 1 ou 2 couches, assemblage normal, température de service modérée : Tg 135 °C.
- Plusieurs passages de brasage, carte épaisse ou chaleur près de la carte : Tg 150 °C.
- 4 ou 6 couches, refusions répétées ou températures élevées : Tg 170 °C.
- Si la chaleur est le problème principal et non le stratifié, envisagez une carte aluminium : voir FR4 ou aluminium.
Choisissez la Tg dans le calculateur de prix ; toutes les options figurent dans la page capacités. Plus d’informations sur la structure des couches dans le guide d’empilage.
Questions fréquentes
Que signifie la valeur Tg ?
La température de transition vitreuse, à laquelle le stratifié commence à ramollir. Au-delà, la carte perd de la rigidité et se dilate davantage dans l’épaisseur.
Quelles valeurs de Tg proposez-vous ?
Tg 135, 150 et 170 °C.
Quand faut-il un Tg plus élevé ?
Pour le brasage sans plomb avec plusieurs cycles de refusion, pour les cartes qui chauffent en service et pour les multicouches comportant beaucoup de trous.
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