How FR4 Glass Fiber Sheet And Rod Processing Into Parts?

Piezas de fibra de vidrio AHD G10 FR4

G10 FR4 Glassfiber Sheet y varilla son un material compuesto compuesto de tela de fibra de vidrio y resina epoxi, que ofrecen alta resistencia mecánica, resistencia a alta temperatura y un excelente aislamiento. El procesamiento en piezas terminadas requiere procesos de diseño que tengan en cuenta las propiedades del material (como la fragilidad y la anisotropía). Los productos resultantes se utilizan ampliamente en los sectores electrónicos, industriales y automotrices.

Procesamiento de fibra de vidrio G10 FR4

El procesamiento de las hojas y varillas FR4 requiere un equilibrio entre la dureza y la fragilidad del material y la viscosidad de la resina. El proceso más común es principalmente mecanizado mecánico, complementado por el tratamiento de superficie y las pruebas. Los detalles son los siguientes:

1. Pretratamiento de materia prima

• Las hojas y varillas de FR4 en bruto deben cortarse de acuerdo con las dimensiones finales.

• Herramientas de corte: debido a la alta dureza de FR4, las cuchillas de sierra ordinarias son susceptibles al desgaste. Las sierras de alambre de diamante, las cuchillas de sierra de carburo o el corte con láser se usan comúnmente.

2. Formación mecánica

• Giro/fresado: utilizado para mecanizar diámetros externos, caras finales, surcos o contornos complejos. FR4 es muy frágil, por lo que se requiere un proceso de baja velocidad y baja profundidad (velocidad de corte de aproximadamente 5-15 m/min, profundidad de corte ≤ 0.5 mm) para evitar la delaminación o el astillado de borde. Se recomiendan herramientas de corte recubiertas de carburo o diamante para reducir la fricción y el desgaste.

• Drilling: las estructuras laminadas FR4 son propensas a la delaminación durante la perforación. Se deben usar brocas de acero o carburo de alta velocidad, y la velocidad y la velocidad de alimentación deben controlarse. Se puede colocar una placa de respaldo (como la hoja de resina fenólica) en la salida del orificio para reducir las rebabas.

• Molilla/pulido: utilizado para el acabado de la superficie o la corrección dimensional. Las ruedas de molienda o las ruedas de nylon con pasta abrasiva se usan comúnmente para evitar grietas causadas por el contacto duro.

3. Tratamiento de superficie

• Mejora del aislamiento: para un mayor aislamiento, se puede aplicar resina de silicona, poliimida (PI) o pintura epoxi.

• Metalización (requisitos conductores): se forma una capa conductora en la superficie a través de el enchapado de cobre/níquel electroales o la pulverización de vacío. Esto se utiliza para aplicaciones que requieren conductividad eléctrica o blindaje electromagnético.

• Logotipo/Protección: impresión del logotipo de la plancha, la pulverización de pintura resistente a la intemperie o la electroplatación de cromo.

4. Inspección y control de calidad

• Precisión dimensional: la longitud, el diámetro y las tolerancias se miden utilizando una máquina de medición o pinzas de medición de coordenadas.

• Propiedades mecánicas: resistencia a la tracción (≥300 MPa), resistencia a la flexión (≥500 MPa) y la dureza (dureza de rocas 80-100 horas) se prueban aleatoriamente.

• Propiedades eléctricas: se prueba resistividad del volumen (≥10lu⁴Ω · cm) y voltaje de descomposición (≥15 kV/mm).

• Apariencia: verifique los defectos como delaminación, rebabas, rasguños, etc.

Consideraciones generales

1. Compatibilidad de la propiedad del material:

FR4 es un compuesto de fibra de vidrio y resina epoxi, y las propiedades mecánicas de los dos difieren significativamente. Durante el procesamiento, se debe evitar la concentración de estrés local, lo que podría conducir a la delaminación (delaminación) en la interfaz de vidrio de resina o rotura de fibra.

• Medidas clave:

• Inspeccione la apariencia del material (para la delaminación, las burbujas o las impurezas) antes del procesamiento, y evite el uso de materias primas con defectos internos.

• Priorice el corte, la perforación y otras operaciones principales a lo largo de la alineación de fibra de vidrio (0 ° o 90 °) para reducir el riesgo de rotura de la fibra durante el corte transversal (45 °/135 °).

• Evite los diseños agudos o en ángulo recto (que son propensos a la concentración de estrés); Las esquinas deben ser redondeadas (R ≥ 0.5 mm).

2. Selección de herramientas y control de desgaste:

FR4 es rico en dureza y la fibra de vidrio es fuerte en dureza. Las herramientas convencionales son susceptibles al desgaste, y el calor del corte puede ablandar o extender la resina.

• Medidas clave:

• Material de herramienta: se prefieren herramientas recubiertas de carburo o recubiertas de diamantes, ya que ofrecen 5-10 veces la resistencia al desgaste del acero ordinario de alta velocidad.

• Geometría de herramientas:

• Ángulo de rastrillo: 10 ° -15 ° (reduce la resistencia de corte y previene el tirón de la fibra de vidrio);

• Ángulo posterior: 15 ° -20 ° (aumenta el espacio libre de chip y reduce la fricción entre la herramienta y la superficie mecanizada);

• Radio de vanguardia: ≤10 μm (una ventaja de corte afilada reduce las fuerzas de corte y minimiza la delaminación);

• Gestión de la vida de la herramienta: verifique regularmente el desgaste de vanguardia y reemplace las herramientas de inmediato.

3. Enfriamiento y extracción de chips: evitación de daño térmico y bloqueo

Al mecanizar FR4, el calor generado por la fricción en la resina puede causar un ablandamiento localizado, exacerbando la delaminación. Además, los restos de fibra de vidrio pueden enredar fácilmente la herramienta o obstruir los canales de enfriamiento.

• Medidas clave:

• Método de enfriamiento: prefiera los fluidos de corte solubles en agua para una alta eficiencia de enfriamiento y enjuague de chips. Evite los refrigerantes a base de aceite (que pueden reaccionar con la resina y afectar el aislamiento).

• Restricciones de corte en seco: solo se permiten bajas velocidades y profundidades poco profundas de corte, lo que requiere paradas frecuentes de la máquina para la eliminación de chips.

• Diseño de eliminación de chips: al mecanizar la chapa de metal, use un dispositivo de eliminación de chips de vacío. Al mecanizar el stock de la barra, use un transportador de chips espiral o un chorro de agua de alta presión para ayudar en la eliminación de chips.

El desafío central en el procesamiento de la lámina y varilla de fibra de vidrio FR4 es equilibrar la fragilidad del material con la eficiencia del procesamiento. Esto requiere optimización de herramientas, ajuste de parámetros, enfriamiento y eliminación de chips, y diseño de proceso dirigido (como prevenir la delaminación en las láminas y la flexión en las barras) para evitar defectos. Además, la rigurosa inspección en el proceso (dimensional, rendimiento y calidad de la superficie) es crucial para garantizar la consistencia del producto terminado. Dominar estas consideraciones puede mejorar significativamente el rendimiento y la confiabilidad de la aplicación de las piezas FR4.

¿Cómo procesamiento de la hoja de fibra de vidrio FR4 en piezas?