FR4-Platine — Auswahl, Stack-Up-Design & Zuverlässige Fertigung

Die Auswahl der richtigen FR4-Platine — international auch als FR4 PCB, FR4-Leiterplatte oder FR4 gedruckte Leiterplatte bekannt — bestimmt direkt, wie Ihr Produkt performt, wie einfach es zu bestücken ist und wie viel es kostet. Einige Ingenieure bezeichnen sie sogar als FR4-Substrat oder Glas-Epoxy-PCB, da sie aus gewebtem Glasfasergewebe und Epoxidharz mit flammhemmenden Additiven besteht.

Dieser Leitfaden von HilPCB erklärt, worauf es bei der Auswahl einer FR4-Platine wirklich ankommt: Materialklasse, Stack-Up-Design, Kupferplanung, Kostenkontrolle und DFM-Vorbereitung — damit Sie sicher vom Prototyp zur Serienfertigung gelangen.

1. Warum FR4-Platinen der Industriestandard Bleiben

Die FR4-Platine (oder FR4 PCB) bleibt das weltweit am häufigsten verwendete Material für gedruckte Leiterplatten und bietet die perfekte Balance zwischen Kosten, mechanischer Festigkeit und elektrischer Stabilität. Sie unterstützt alles von kostengünstigen Konsumgeräten bis hin zu Industriecontrollern und RF-Modulen und ist damit der logische Ausgangspunkt für nahezu jedes Elektronikprojekt.

Wenn Ihr Design skaliert, erweitern Sie üblicherweise die FR4-Technologie, anstatt zu exotischen Dielektrika zu wechseln:

Erhöhen der Lagenanzahl → Multilayer PCB
Lokale Verdichtung unter Feinraster-BGAs → HDI PCB
Integration der Bauteilplatzierung → SMT Bestückung

HilPCB liefert eine durchgängige PCB-Fertigung und -Bestückung — abdeckend FR4, Hoch-Tg-/Niedrigverlust-FR4, Hochfrequenzlaminate und komplexe Multilayer-/HDI-Aufbauten — unterstützt durch rigorose Qualitätskontrolle und vollständige Materialrückverfolgbarkeit.

2. FR4-Materialoptionen und Wann Sie Sie Verwenden Sollten

FR4-Typ	Tg-Bereich	Typische Verwendung	Hinweise
Standard FR4	130–140 °C	Consumer, IoT, Industriesteuerung	Kosteneffizienteste
Mittel-Tg FR4	150–160 °C	LED-Beleuchtung, Automotive	Bessere Reflow-Toleranz
Hoch-Tg FR4	170–180 °C	Multilayer, Feinraster-BGA	Geringere Expansion, stabile Ausbeute
Niederlust-FR4	~170 °C	Hochgeschwindigkeit & HF	Df ≤ 0.012 für saubere Signale
Halogenfreies FR4	150–170 °C	Grüne Compliance	Erforderlich für EU/Telekom

Tipp: Wählen Sie immer die niedrigste Klasse, die Ihre Temperatur-, Frequenz- und Reflow-Anforderungen sicher erfüllt — Überdimensionierung erhöht die Kosten ohne Zuverlässigkeitsgewinn.

FR4-Platine

3. Stack-Up, Kupfer & Impedanzplanung — Das Kernstück einer Zuverlässigen FR4-Platine

Hier wird aus einem guten FR4-Design ein großartiges. Die Stack-Up-Definition bestimmt die Impedanzgenauigkeit, Wärmeverteilung, EMI-Verhalten und Ausbeute. Bei HilPCB betreffen 70 % der DFM-Korrekturen unvollständige oder unrealistische Stack-Up-Daten, daher verdient diese Phase Aufmerksamkeit.

a) Lagen- & Dielektrikum-Design

4 bis 6 Lagen decken die meisten FR4-Platinen ab.
Verwenden Sie 1,6 mm Gesamtdicke, sofern keine Platz- oder mechanischen Grenzen gelten.
Halten Sie Symmetrie ein (z.B. Kern-Prepreg-Kern-Prepreg), um Verzug zu vermeiden.
Definieren Sie Ebenenpaare (GND–PWR) nahe an Signallagen, um die Impedanz zu stabilisieren.

Typisches 4-lagiges FR4-Stack-Up-Beispiel: 1 oz Cu + 0,18 mm Prepreg + 1 oz Cu (Kern) + 0,18 mm Prepreg + 1 oz Cu → Gesamtdicke ≈ 1,6 mm, Dielektrikum ≈ 0,32 mm, Impedanz ≈ 50 Ω Single-Ended / 100 Ω Differential.

b) Kupfergewicht-Strategie

Außenlagen: 1 oz für Feinrasterlötung und Leiterbahnführung.
Innere Ebenen: 2–3 oz für Stromverteilung oder Wärmeverteilung.
Schweres Kupfer (>3 oz) erfordert breitere Leiterbahn/Abstand und kontrollierte Ätzkompensation — im Fertigungshinweis klar angeben. Ausgeglichenes Kupfer hilft, Wölbung und Verwindung während der Laminierung zu verhindern.

c) Impedanzkontrolle auf FR4

Die Dielektrizitätskonstante von FR4 (Dk ≈ 4,2–4,6) variiert mit Harzgehalt und Frequenz. Um < ±10 % Impedanzvariation beizubehalten:

Legen Sie die Leiterbahngeometrie früh mit HilPCBs Impedanzrechner fest.
Wählen Sie Niederlust-FR4 (Df < 0,012) für 2–10 GHz Signale.
Fügen Sie Impedanz-Teststrukturen auf jedem Panel für TDR-Stichproben hinzu.

d) Thermisches & Mechanisches Gleichgewicht

Die Wärmeleitfähigkeit von FR4 (~0,3 W/m·K) begrenzt die Wärmeverteilung, daher verwenden Sie:

Dicke Kupferebenen unter Leistungsbauteilen,
Thermische Vias nahe Wärmequellen,
Hoch-Tg-FR4, um die Z-Achsen-Ausdehnung zu reduzieren (50 → 45 ppm/°C). Ein ausgeglichener Stack-Up mit symmetrischem Kupfer reduziert Reflow-Spannung und verbessert die Ausbeute.

4. Kosten, Lieferzeit & Qualitätsfaktoren

Kostenhebel:

Reduzieren Sie unnötige Lagen oder HDI-Zonen.
Richten Sie FR4-Platinenumrisse an Standardpanels aus.
Verwenden Sie Immersionssilber/-zinn anstelle von ENIG für Nicht-Feinraster-Projekte.
Kombinieren Sie mehrere kleine Designs in einem Panel für Prototypen.

Typische Lieferzeiten:

2–4 lagige FR4-Platinen: 5–7 Arbeitstage
6–12 lagige FR4-Platinen: 10–12 Tage
Serienfertigung: 12–15 Tage (Beschleunigung auf Anfrage)

Qualitätskontrollpunkte: HilPCB führt 100 % elektrischen Test, AOI und optional Röntgen durch. Alle Materialien erfüllen UL 94 V-0 und IPC-4101 Standards. Erfahren Sie mehr in unserem Überblick zur Leiterplattenfertigung.

Angebot für Ihre FR4-Platine Anfordern

5. Wie Sie ein Schnelles, Genaues Angebot für Ihre FR4-Platine Erhalten

Egal, ob Sie als Käufer Preise sammeln oder als Ingenieur Dateien vorbereiten, wir machen es einfach, ein klares, genaues Angebot für Ihre FR4-Platine (auch FR4 PCB oder FR4-Leiterplatte genannt) zu erhalten. Sie müssen nicht jede Datei bereit haben — senden Sie einfach, was Sie bereits haben, und unsere Ingenieure übernehmen den Rest.

Was Sie Senden Können

Gerber / ODB++ / CAD-Datei — jedes Format von Altium, KiCad, Eagle oder anderen
BOM (Stückliste) — selbst eine teilweise Liste hilft uns, das Bestückungsangebot vorzubereiten
Platinenspezifikationen, falls Sie keine Designdateien haben: Lagenanzahl, Platinengröße, Dicke (z.B. 1,6 mm), Kupfergewicht und Oberflächenfinish
Besondere Anforderungen: kontrollierte Impedanz, Hochfrequenzmaterialien oder HDI-Merkmale
Menge und Ziel-Lieferzeit

Was Als Nächstes Passiert

Sobald wir Ihre Informationen erhalten, wird unser Ingenieurteam:

Ihre Dateien auf Fertigbarkeit (DFM) überprüfen
Geeignete FR4-Materialien und Stack-Up-Konfiguration empfehlen
Bestätigen, ob eine Bestückung erforderlich ist
Innerhalb von 24 Stunden ein detailliertes Angebot und eine Lieferzeit bereitstellen

Sollte etwas fehlen, führen wir Sie Schritt für Schritt — keine technischen Erfahrungen erforderlich.

Egal, ob Sie mit einem Konzept, einem CAD-Layout oder einem kompletten Datensatz beginnen, HilPCB stellt sicher, dass jedes FR4-PCB-Angebot geprüfte Materialien, ein fertigbares Design und einen zuverlässigen Lieferplan umfasst.