7 điều bạn cần biết trước khi chọn nhựa FR4 trong thiết kế mạch in và cơ khí kỹ thuật

Nhựa FR4 là vật liệu được sử dụng rộng rãi trong thiết kế mạch in (PCB) và gia công cơ khí kỹ thuật. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ đặc tính, hạn chế và các yếu tố cần cân nhắc trước khi lựa chọn. Dưới đây là 7 điều quan trọng bạn cần biết để tránh sai lầm khi sử dụng nhựa FR4 trong thiết kế kỹ thuật của mình.

1. Nhựa fr4 là gì?

Nhựa FR4 là một loại laminate epoxy gia cường sợi thủy tinh, có khả năng chống cháy theo tiêu chuẩn UL94-V0. Đây là vật liệu nền phổ biến nhất cho các bảng mạch in (PCB) và cũng được ứng dụng trong nhiều linh kiện cơ khí kỹ thuật cần độ cách điện cao.

• Tỷ trọng: ~1.85 g/cm³
• Nhiệt độ làm việc liên tục: 130°C
• Độ cách điện: >10⁷ MΩ
• Khả năng chống cháy: UL94-V0
• Xem datasheet nhựa fr4 chính hãng : https://www.atlasfibre.com/wp-content/uploads/2024/07/fr4-datasheet-2024.pdf

2. Tính ổn định kích thước rất cao -phù hợp cnc và cắt laser

Nhờ cấu trúc sợi thủy tinh đan đều và nhựa epoxy phân bố ổn định, nhựa FR4 có độ ổn định hình học cao, không cong vênh khi gia công CNC hoặc cắt laser. Điều này đặc biệt quan trọng khi làm các chi tiết yêu cầu dung sai chặt như:

• Jig test mạch điện
• Bộ gá cách điện
• Vách ngăn thiết bị

3. Cách điện tốt – nhưng bị giới hạn nhiệt

Nhựa FR4 chịu nhiệt ở mức trung bình (~130°C). Nếu thiết bị hoạt động lâu dài trong môi trường trên 150°C, nên chuyển sang các vật liệu như G11 hoặc polyimide, vốn có giới hạn nhiệt cao hơn.

4. Không chống tĩnh điện- trừ khi chọn loại esd

Một hiểu lầm thường gặp: nhựa FR4 tiêu chuẩn không có khả năng chống tĩnh điện. Nếu dùng trong môi trường có nguy cơ phóng tĩnh điện (ESD), bạn cần lựa chọn nhựa FR4 ESD màu đen tại Châu Anh – đã được phủ lớp dẫn điện kiểm soát điện tích bề mặt.

Xem thêm : So sánh nhựa fr4 esd màu đen và nhựa fr4 thường

5. Khả năng chịu hóa chất tốt, nhưng không phải tuyệt đối

FR4 chống tốt với nhiều loại dung môi, dầu công nghiệp, nhưng không chịu được acid mạnh hoặc kiềm mạnh lâu dài. Trong môi trường hóa học đặc biệt, nên dùng PEEK, PTFE hoặc nhựa kỹ thuật khác.

6. Không dùng nhựa fr4 nếu cần độ bền cơ học cao

Dù đủ cứng cho nhiều ứng dụng, FR4 không đạt đến độ bền cơ như nhôm, POM hay PEI. Nếu bạn cần chi tiết cơ khí có tải trọng lớn hoặc chịu va đập, nên cân nhắc các vật liệu khác.

7. Nên ưu tiên mua nhựa fr4 rõ nguồn gốc xuất sứ

Trên thị trường có nhiều loại FR4 không rõ xuất xứ, dễ cháy hoặc thải khí độc khi gia nhiệt. Hãy chọn nhà cung cấp uy tín, có tài liệu chứng nhận vật liệu đầy đủ.

Kết luận

Nhựa FR4 là lựa chọn lý tưởng cho thiết kế mạch in và ứng dụng kỹ thuật đòi hỏi cách điện tốt, độ ổn định cao. Tuy nhiên, cần hiểu rõ các giới hạn về nhiệt, cơ và tĩnh điện để tránh lạm dụng sai mục đích. Đừng quên kiểm tra nguồn gốc và chứng chỉ vật liệu để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.