了解PTFE PCB: 全面概述

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了解PTFE PCB: 全面概述

印刷電路板提供電子元件之間的互連,對於所有產業的電子產品功能至關重要. 其中各種 線路板材料, PTFE PCB 因其卓越的性能而脫穎而出. 在這份綜合指南中, 我們將深入探討PTFE PCB技術. 我將介紹 PTFE 的關鍵特性和規格, 它與傳統電路板材料有何不同, 典型應用, 等等. 到最後, 您將對何時以及如何利用 PTFE 電路板來滿足最嚴苛的應用要求有更深入的了解.

什麼是聚四氟乙烯PCB?

PTFE PCB是一種採用高性能PTFE製成的特殊類型的印刷電路板 (聚四氟乙烯) 基材材料取代標準 FR4 層壓板. 也以品牌名稱 Teflon 為人所知, 也可以稱為鐵氟龍PCB. PTFE 在印刷電路板中因其承受極端溫度的能力而受到重視, 抵抗幾乎所有化學物質, 並在惡劣條件下保持穩定的電氣性能. PTFE 的獨特性能使 PTFE 電路板在航空航天等要求嚴苛的應用中廣受歡迎, 軍隊, 電信, 以及其他環境惡劣的產業, 可靠性至關重要

PTFE電路板的特性

特氟龍材料賦予 PTFE PCB 一系列與標準電路板完全不同的強大特性:

  • 優異的耐化學性 – PTFE 在接觸油時仍能保持其特性, 潤滑脂, 和化學試劑. 這使得 PTFE 板適合在惡劣的化學環境中使用.
  • 低溫耐久性 – 即使在低至 -196° 的極低溫度下,PTFE 仍能保持靈活性和韌性這種耐寒性能使 PTFE 電路板能夠在低溫應用中可靠地運行.
  • 耐候性 – PTFE 能夠很好地承受所有天氣條件,包括紫外線輻射, 濕度, 和極端溫度. PTFE板可用於室外和無空調的空間.
  • 低的 介電損耗– PTFE 的非極性特性導致訊號損失極低, 尤其是在高頻時. 這使得 PTFE 成為射頻和其他高頻應用的良好絕緣體.
  • 不沾表面 – 聚四氟乙烯的分子結構使其具有光滑的特性, 非黏性表面. 這樣可以防止污染並簡化 PCB 組裝和清潔.
  • 耐濕性 – 吸水率極低, PTFE 板可承受高濕度環境而不會發生電氣或物理退化.
  • 優異的電氣性能 – 除了低損耗外, PTFE 具有高介電耐受電壓和體積電阻率. 其穩定介電常數約為 2.0 促進 阻抗控制.

常用鐵氟龍PCB板的規格如下:

印刷電路板類型 介電常數, εr 過程 熱係數 ϵr 體積電阻率 吸水率 導熱係數 密度 銅剝離強度
RO3003 3.00±0.04 -3百萬分之一/℃ 107 兆歐厘米 0.04% 0.50 瓦/米/克 2.1克/立方厘米 12.7磅/英寸
RO3035 3.00±0.05 -45百萬分之一/℃ 107 兆歐厘米 0.04% 0.50 瓦/米/克 2.1克/立方厘米 10.2磅/英寸
RO3035 6.15±0.15 -262百萬分之一/℃ 105兆歐厘米 0.02% 0.79 瓦/米/克 2.6克/立方厘米 7.1磅/英寸
RO3010 10.2±0.30 -395百萬分之一/℃ 105兆歐厘米 0.05% 0.95 瓦/米/克 2.8克/立方厘米 9.4磅/英寸

PTFE PCB 與 FR4 PCB: 有什麼不同? 如何選擇?

PTFE PCB VS FR4 PCB

PTFE和FR4是兩種截然不同的電路板材料 – 而 FR4 是大多數一般應用的標準, PTFE 具有卓越的耐熱性和耐化學性. 主要差異在於 PTFE 可以毫無問題地承受 -192°C 至 250°C 以上的溫度, 而 FR4 在 110°C 以上就會失去結構完整性. 此外, PTFE 具有化學惰性, 耐受幾乎所有會損壞 FR4 的工業化學品和溶劑. 然而, PTFE 的成本也較高, 大約 5-10 是 FR4 板的 2 倍. 對於大多數成本至關重要的消費性電子產品, FR4 仍然是最佳選擇, 但對於工業, 軍隊, 航天, 以及存在高溫或刺激性化學品的其他要求苛刻的應用, PTFE 可能值得投資,以在這些極端條件下實現可靠的性能.

選擇電路板材料時, 考慮預期的操作條件並確定 PTFE 的耐熱性和耐化學性是否證明與標準 FR4 板相比製造成本的增加是合理的. 分析應用的溫度限制, 化學品暴露風險, 和預算,以便在這兩種普遍存在但截然不同的基材選項之間做出最佳選擇.

財產 FR4 聚四氟乙烯
溫度範圍 110最高°C -192°C 至 260°C 以上
介電常數 3.8 – 4.8 2.1 – 2.6
介電強度 150-200 伏/密耳 300-500 伏/密耳
吸水率 0.1% 0.03-0.1%
耐化學性 緩和 – 被某些溶劑/酸損壞 優秀 – 耐幾乎所有化學品
導熱係數 0.3-0.6 瓦/米/克 0.440 – 0.95 瓦/米/克
靈活性 死板的 可以是剛性的或柔性的
成本 低的 5-10x 高於 FR4

PTFE PCB的應用

PTFE 電路板非常適合用於要求嚴苛的工業領域, 航天, 醫療的, 以及軍事環境,得益於其強大的耐熱性和耐化學性.

  • 在製造設施中, PTFE 能夠承受暴露於腐蝕性化學物質和液體的能力,使其成為製程控制和監控電子設備的理想選擇. 儘管工業環境惡劣,PTFE 板仍能保持可靠性.
  • PTFE 的非極性性質和穩定的介電特性也非常適合雷達系統等高頻應用. PTFE 通常用作航空和航海相控陣雷達設計中的電路板基材,其中精確的阻抗控制至關重要.
  • 醫療設備製造商利用 PTFE 的生物相容性和滅菌相容性來生產能夠在醫院條件下可靠運作的監測和成像系統. PTFE 符合 FDA 對患者接觸設備使用的嚴格要求.
  • 用於航空航天應用, 輕質且耐用的 PTFE 板具有關鍵優勢. PTFE 的極端溫度耐受性可確保機載電子設備在太空應用中暴露於嚴寒或重返大氣層時暴露在高溫下的穩定性能.

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