Ketahanan FR4 terhadap Suhu Tinggi dan Lingkungan Ekstrem

Dalam dunia elektronik, pemilihan material PCB bukan hanya soal harga dan kemudahan produksi, tetapi juga soal daya tahan. Salah satu material yang paling sering digunakan adalah FR4, yang dikenal karena kekuatannya, kestabilannya, dan sifat isolasinya yang baik. Namun, bagaimana sebenarnya ketahanan FR4 ketika harus bekerja di suhu tinggi dan lingkungan ekstrem?

.

Apa Itu FR4?

FR4 adalah material berbasis epoxy resin yang diperkuat dengan fiberglass, dirancang agar memiliki sifat flame retardant (tahan api). Inilah alasan kenapa material ini begitu populer sebagai substrat PCB, baik untuk perangkat sederhana hingga produk elektronik industri.

.

Rentang Suhu Operasional FR4

Secara umum, FR4 mampu bekerja pada rentang suhu sekitar -50°C hingga 115°C. Pada rentang ini, material tetap stabil baik secara mekanik maupun elektrik.

Namun, performa FR4 sangat dipengaruhi oleh parameter yang disebut Tg (Glass Transition Temperature), yaitu suhu di mana material berubah sifat dari keras menjadi lebih lunak.

 FR4 standar biasanya punya Tg sekitar 130°C – 140°C.
 Ada juga FR4 High Tg dengan kisaran 170°C – 180°C, lebih cocok untuk aplikasi yang sering menghadapi panas tinggi.

.

Ketahanan di Lingkungan Suhu Tinggi

Ketika digunakan pada suhu yang mendekati atau bahkan melebihi Tg, FR4 akan:

 Mengalami pelemahan mekanik → substrat bisa melunak, mengurangi kekuatan struktur PCB.
 Penurunan sifat isolasi listrik → memungkinkan kebocoran arus.
 Potensi delaminasi → lapisan tembaga dapat terlepas dari substrat jika suhu ekstrem berlangsung lama.

Oleh karena itu, untuk aplikasi yang menghasilkan panas tinggi seperti power supply, sistem otomotif, atau perangkat industri, biasanya dipilih FR4 dengan spesifikasi High Tg.

.

Tantangan di Lingkungan Ekstrem Lainnya

Selain suhu, FR4 juga diuji dalam kondisi ekstrem lain seperti:

 Kelembapan tinggi → FR4 masih cukup tahan terhadap penyerapan air, tetapi kelembapan berlebih bisa menurunkan sifat dielektriknya.
 Getaran mekanik → fiberglass dalam FR4 memberikan kekuatan yang baik, membuatnya lebih tahan getaran dibanding bahan murah seperti FR2.
 Paparan bahan kimia → resin epoksi dalam FR4 relatif tahan terhadap banyak bahan kimia, tetapi paparan asam kuat atau pelarut agresif tetap bisa merusaknya.

.

Kapan FR4 Kurang Tepat?

Meskipun tangguh, FR4 punya keterbatasan:

 Tidak ideal untuk frekuensi tinggi → karena sifat dielektriknya kurang stabil dibanding material khusus high-frequency.
 Kurang tahan panas ekstrem jangka panjang → di atas 180°C, material bisa rusak permanen.
 Aplikasi aerospace atau militer → sering memilih material lain yang lebih tahan suhu ekstrim dan radiasi.

.

Kesimpulan

FR4 adalah material PCB yang tangguh dan serbaguna, mampu bekerja dengan baik di suhu tinggi hingga sekitar 130°C untuk standar, atau hingga 170°C lebih jika menggunakan versi High Tg. Untuk sebagian besar aplikasi elektronik, ketahanan ini sudah lebih dari cukup. Namun, untuk kondisi ekstrem yang melibatkan panas terus-menerus, frekuensi tinggi, atau lingkungan industri keras, perlu dipertimbangkan material alternatif yang lebih khusus.

.

Butuh PCB FR4 Tahan Panas untuk Proyek Anda?

Kami menyediakan layanan pembuatan PCB dengan FR4 standar maupun High Tg sesuai kebutuhan aplikasi Anda. Kualitas terjamin, presisi tinggi, dan cocok untuk produksi kecil maupun massal.

WhatsApp: 0859-6088-319
Instagram: @raftech_official
TikTok: raftech.id

Cek PCB Custom Fr4 Double Layer buatan kami:

Related Post

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *