FR-4（Flame Retardant 4）

最主流的PCB基板材料，由E玻璃纤维增强的环氧树脂覆铜板，因其优异的电气性能、机械强度、阻燃性和性价比，成为消费电子、通信设备、汽车电子等绝大多数PCB的标准基材。

命名含义

"FR" = Flame Retardant（阻燃），"4" = NEMA（美国国家电气制造商协会）分级中第4类。FR-4的核心要求是垂直燃烧测试（UL94）达到V-0级，即离开火源后10秒内自熄。

材料结构

FR-4 覆铜板结构：
┌─────────────────────────┐
│  [铜箔](/wiki/copper-foil/)（HVLP/VLP/STD）│  ← 导电层
├─────────────────────────┤
│  环氧树脂（EP）+ 固化剂   │  ← 粘结与绝缘
├─────────────────────────┤
│  [E玻璃纤维](/wiki/e-glass-fiber/)布         │  ← 增强骨架
├─────────────────────────┤
│  环氧树脂
├─────────────────────────┤
│  铜箔
└─────────────────────────┘
         ↓ 压合
      → 单/双面[PCB](/wiki/pcb/)基板

关键性能指标

指标	典型值	说明
Tg（玻璃化温度）	130-150°C	标准FR-4；高Tg版本可达170°C+
Dk（介电常数）	4.2-4.6（1GHz）	决定信号传输速度
Df（介电损耗）	0.015-0.025	决定信号衰减
CTE（Z轴）	50-70 ppm/°C	热膨胀影响通孔可靠性
阻燃等级	UL94 V-0	离火10秒内自熄
吸水率	0.1-0.2%	影响高温下电气性能
CAF抵抗	标准	限制高频高湿应用

主要分类

子类	特点	典型应用
标准Tg FR-4	Tg 130-140°C	消费电子、家电PCB
中Tg FR-4	Tg 150°C	工业控制、汽车
高Tg FR-4	Tg ≥170°C	无铅焊接、AI服务器
高频FR-4	改性树脂，Df<0.01	5G基站、毫米波
无卤FR-4	环保，符合IEC 61249-2-21	汽车、欧盟出口

与AI产业的关系

[AI服务器](/wiki/ai-server/) 高速信号需求
  └── 标准FR-4（[Df](/wiki/df/)~0.02）→ 信号损耗大，不达标
        └── 高[Tg](/wiki/tg/)低损耗FR-4 → 满足112G [SerDes](/wiki/serdes/)
              └── 与[低介电损耗](/wiki/low-dielectric-loss/)[覆铜板](/wiki/copper-clad-laminate/)配合 → 224G/448G [SerDes](/wiki/serdes/)演进

[!NOTE] AI服务器主板目前已大量使用高Tg、低Df的高端FR-4（Df<0.005），普通FR-4仅用于电源板、低速信号层。

与其他覆铜板对比

材料	Tg	Df	成本	典型应用
FR-4（环氧树脂）	130-170°C	0.015-0.02	低	消费/工业/服务器低速
BT树脂	180-220°C	0.008-0.012	中高	封装基板
ABF	150-180°C	0.005-0.01	高	高端IC载板
PPO / PPE / MPI	180-220°C	0.002-0.005	高	高速服务器
聚酰亚胺（PI）	260°C+	0.005	很高	军工/航天

核心关系

• FR-4 ⊂ 覆铜板（最主流的CCL品种）
• FR-4 = E玻璃纤维 + 环氧树脂 + 铜箔
• FR-4 升级路径 = 环氧树脂 → 改性环氧 → PPO/PPE → MPI
• FR-4 + 粘结片（PP）→ 多层PCB
• FR-4 → HDI板 / 18层以上多层板 / 消费类PCB
• FR-4 → 低介电损耗（高端FR-4）→ AI服务器
• FR-4 → 封装基板（低端BT/ABF替代）

代表厂商：生益科技、建滔积层板、南亚塑料、台光电子