Le choix de la bonne carte FR4 — également connue internationalement sous le nom de PCB FR4, circuit imprimé FR4 ou carte de circuit imprimé FR4 — détermine directement les performances de votre produit, sa facilité d'assemblage et son coût. Certains ingénieurs la qualifient même de substrat FR4 ou de PCB verre-époxy, car elle est constituée de tissu de fibre de verre tissé et de résine époxy renforcée par des additifs ignifuges.
Ce guide de HilPCB explique ce qui compte vraiment lors du choix d'une carte FR4 : grade de matériau, conception de l'empilement, planification du cuivre, contrôle des coûts et préparation DFM — afin que vous puissiez passer en toute confiance du prototype à la production de masse.
1. Pourquoi les Cartes FR4 Restent le Choix par Défaut de l'Industrie
La carte FR4 (ou PCB FR4) reste le matériau de carte de circuit imprimé le plus utilisé au monde, offrant un équilibre parfait entre coût, résistance mécanique et stabilité électrique. Elle supporte tout, des gadgets grand public low-cost aux contrôleurs industriels et modules RF, ce qui en fait le point de départ logique pour presque tous les projets électroniques.
Lorsque votre conception évolue, vous étendez généralement la technologie FR4 au lieu de passer à des diélectriques exotiques :
- Augmenter le nombre de couches → PCB Multicouche
- Localiser la densité sous les BGA à pas fin → PCB HDI
- Intégrer le placement des composants → Assemblage SMT
HilPCB assure une fabrication et un assemblage de PCB de bout en bout — couvrant le FR4, le FR4 haute Tg/faible perte, les stratifiés haute fréquence et les constructions multicouches/HDI complexes — soutenus par un contrôle qualité rigoureux et une traçabilité complète des matériaux.
2. Options de Matériaux FR4 et Quand les Utiliser
| Type FR4 | Plage de Tg | Utilisation Typique | Notes |
|---|---|---|---|
| FR4 Standard | 130–140 °C | Grand public, IoT, contrôle industriel | Le plus rentable |
| FR4 à Tg Moyenne | 150–160 °C | Éclairage LED, Automobile | Meilleure tolérance au refusion |
| FR4 à Haute Tg | 170–180 °C | Multicouche, BGA à pas fin | Expansion réduite, rendement stable |
| FR4 à Faible Perte | ~170 °C | Haute vitesse & RF | Df ≤ 0.012 pour des signaux propres |
| FR4 sans Halogène | 150–170 °C | Conformité verte | Requis pour UE/télécom |
Astuce : Choisissez toujours le grade le plus bas qui répond en toute sécurité à vos besoins en température, fréquence et refusion — la sur-spécification augmente les coûts sans gain de fiabilité.
3. Empilement, Cuivre & Planification de l'Impédance — Le Cœur d'une Carte FR4 Fiable
C'est là qu'une bonne conception FR4 devient excellente. La définition de l'empilement détermine la précision de l'impédance, la distribution de la chaleur, le comportement CEM et le rendement. Chez HilPCB, 70 % des corrections DFM concernent des données d'empilement incomplètes ou irréalistes, donc cette phase mérite une attention particulière.
a) Conception des Couches & Diélectrique
- 4 à 6 couches couvrent la plupart des cartes FR4.
- Utilisez 1,6 mm d'épaisseur totale sauf si des limites d'espace ou mécaniques s'appliquent.
- Maintenez la symétrie (par exemple, âme-préimprégné-âme-préimprégné) pour éviter le voilage.
- Définissez des paires de plans (GND–PWR) proches des couches de signal pour stabiliser l'impédance.
Exemple typique d'empilement FR4 4 couches : 1 oz Cu + 0,18 mm préimprégné + 1 oz Cu (âme) + 0,18 mm préimprégné + 1 oz Cu → épaisseur totale ≈ 1,6 mm, diélectrique ≈ 0,32 mm, impédance ≈ 50 Ω single-ended / 100 Ω différentiel.
b) Stratégie du Poids de Cuivre
- Couches externes : 1 oz pour le soudage et le routage à pas fin.
- Plans internes : 2–3 oz pour la distribution d'alimentation ou l'étalement thermique.
- Cuivre lourd (>3 oz) nécessite des traces/espacements plus larges et une compensation de gravure contrôlée — spécifiez clairement dans les notes de fabrication. Un cuivre équilibré aide à prévenir la déformation et la torsion pendant la stratification.
c) Contrôle d'Impédance sur FR4
La constante diélectrique du FR4 (Dk ≈ 4,2–4,6) varie avec la teneur en résine et la fréquence. Pour maintenir une variation d'impédance < ±10 % :
- Fixez la géométrie des traces tôt avec la calculatrice d'impédance de HilPCB.
- Choisissez du FR4 à faible perte (Df < 0,012) pour les signaux 2–10 GHz.
- Incluez des coupons d'impédance sur chaque panneau pour l'échantillonnage TDR.
d) Équilibre Thermique & Mécanique
La conductivité thermique du FR4 (~0,3 W/m·K) limite la dissipation thermique, donc utilisez :
- Des plans de cuivre épais sous les dispositifs de puissance,
- Des vias thermiques près des sources de chaleur,
- Du FR4 à haute Tg pour réduire l'expansion en axe Z (50 → 45 ppm/°C). Un empilement équilibré avec du cuivre symétrique réduit le stress de refusion et améliore le rendement.
4. Coût, Délai de Livraison & Facteurs de Qualité
Leviers de coût :
- Réduisez les couches ou zones HDI inutiles.
- Alignez les contours de la carte FR4 sur les panneaux standards.
- Utilisez l'Argent/Étain par immersion au lieu de l'ENIG pour les projets non à pas fin.
- Combinez plusieurs petits designs en un seul panneau pour le prototypage.
Délais de livraison typiques :
- Cartes FR4 2–4 couches : 5–7 jours ouvrables
- Cartes FR4 6–12 couches : 10–12 jours
- Production en volume : 12–15 jours (accélération sur demande)
Points de contrôle qualité : HilPCB effectue un test électrique 100 %, AOI et optionnellement Rayons X. Tous les matériaux répondent aux normes UL 94 V-0 et IPC-4101. Apprenez-en plus dans notre aperçu de la fabrication de PCB.
5. Comment Obtenir un Devis Rapide et Précis pour Votre Carte FR4
Peu importe que vous soyez un acheteur collectant des prix ou un ingénieur préparant des fichiers, nous facilitons l'obtention d'un devis clair et précis pour votre carte FR4 (également appelée PCB FR4 ou circuit imprimé FR4). Vous n'avez pas besoin d'avoir chaque fichier prêt — envoyez simplement ce que vous avez déjà, et nos ingénieurs s'occuperont du reste.
Ce Que Vous Pouvez Envoyer
- Fichier Gerber / ODB++ / CAO — tout format d'Altium, KiCad, Eagle ou autres
- BOM (Nomenclature) — même une liste partielle nous aide à préparer le devis d'assemblage
- Spécifications de la carte si vous n'avez pas de fichiers de conception : nombre de couches, taille de la carte, épaisseur (ex. 1,6 mm), poids du cuivre et finition de surface
- Exigences spéciales : impédance contrôlée, matériaux haute fréquence ou caractéristiques HDI
- Quantité et délai de livraison cible
Ce Qui Se Passe Ensuite
Une fois que nous recevons vos informations, notre équipe d'ingénierie :
- Examiner vos fichiers pour la fabricabilité (DFM)
- Recommander des matériaux FR4 et une configuration d'empilement appropriés
- Confirmer si un assemblage est requis
- Fournir un devis détaillé et un délai de livraison sous 24 heures
S'il manque quelque chose, nous vous guiderons étape par étape — aucune expérience technique requise.
Que vous partiez d'un concept, d'une mise en page CAO ou d'un pack de données complet, HilPCB garantit que chaque devis PCB FR4 inclut des matériaux vérifiés, une conception fabricable et un calendrier de livraison fiable.