ptfe 与 fr4 PCB 层压板材料对比 – 成本与性能选择

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并非所有的印刷电路板(PCB)材料都是一样的。事实上,说任何一种材料都是等价的都是不真实的。尽管它们在基本属性上彼此一致,虽然接近但并不完全相同。这些不同种类的材料也并非总能买到;有些成本高昂,最低订货量(MOQ)高,交货期长。

那么,您需要了解与印刷电路板材料有关的所有事项吗?在本篇文章中,我们将回顾其中一些材料类型之间的差异,以及每种类型的成本和性能。

FR4 层压板

标准的 PCB 层压材料称为 FR4。它是印刷电路板制造中最主要、最常用的材料类型,生产商种类繁多。过去,Isola、TU、Nanya 和 ITEQ 等几家供应商生产的 130Tg 层压板只有一种味道,但随着 RoHS 的实施和铅的去除,需要一种温度更高的材料来承受组装加工。在某些类型的印刷电路板组装过程中,需要进行多次编织焊接、返工和手工焊接,事实证明 130Tg 无法承受高温。

我们很快就确定,行业供应商需要一种编织强度更高、性能更好的层压材料,以承受与市场上 170Tg 和 180Tg 材料相近的加工工艺,但仍以 FR4 为基材,以承受装配时的热量。虽然加工工艺相同,但这些较高 Tg 材料的采购成本较高,生产成本也较高。从最简单的单层电路板到最复杂的多层电路板设计,标准 FR4 温度层压板被广泛用于各类电路板。

由于 FR4 的应用非常广泛,而且厚度标准化,例如 0.031″、0.062″、0.093″ 和 0.125″,因此很容易库存各种厚度的产品,以便同时为许多不同的客户生产许多零件。对于多层印刷电路板来说,0.005″、0.007″、0.010″、0.014 “等磁芯的共通性也允许库存共用。

在大多数情况下,使用通用厚度和批量购买有助于降低成本,而且由于层压板是通用的,因此更容易大批量购买。

聚四氟乙烯层压板

PTFE 或聚四氟乙烯是一种合成热塑性含氟聚合物,是第二种最常用的印刷电路板层压材料。它具有稳定的介电性能,但膨胀系数比标准 FR4 高。FR4 和 PTFE 这两种层压材料很快成为市场上所有印刷电路板的两种选择。

PTFE 通常用于高速、高频技术。微波技术就是一个例子:PTFE 具有更高的热膨胀系数(CTE)。这使其成为印刷电路板温度变化的理想选择。

基础聚四氟乙烯需要克服的挑战是,加入玻璃编织物后,层压板的稳定性或尺寸会因温度波动而发生变化。后来,又引入了陶瓷填料和微纤维玻璃,以提高介电常数(Dk)值。添加了玻璃或陶瓷等添加剂的聚四氟乙烯改善并稳定了 DK,使部件之间的信号更好。

与 FR4 相比,这类材料的额外成本很高。它的生产成本更高,通常购买的印刷电路板数量更少。这与零件的物理尺寸有关,通常在 X、Y 方向上也更小,从而增加了制造成本。

供应商对多张层压板的采购规定了最低起订量,使库存在货架上的时间无法确定。为了鼓励消费,减轻长期购买和库存的痛苦,这种成本会在单价或层压板成本中转嫁给消费者。为了帮助客户降低成本,在一块面板上采用多个部件的做法已变得越来越普遍;我们看到过在一个阵列上一次性购买 8 或 12 块不同的印刷电路板,而不是一次性购买 5 块,每块 8 或 12 个不同的部件。这不仅为客户节省了 1 个而不是 8 或 12 个的 NRE,而且还有助于生产物理尺寸较小的面板,因此是允许的。

谁是材料供应商?

自开始生产印刷电路板以来,聚四氟乙烯陶瓷、高 Tg 和聚酰亚胺等特种材料的供应商一直是相同的。罗杰斯(Rogers)、阿朗(Arlon)、塔科尼(Taconic)和伊索拉(Isola)等公司都有自己的特殊材料,在大多数情况下,你都可以免费下载 PDF 格式的材料数据表。在印刷电路板设计阶段,查看数据表中的属性对电路板的功能非常有利,但根据数据表选择材料并不总是能在制造商处找到。

就选择、堆叠和材料问题咨询 PCB 供应商。在某些情况下,您的产品可能需要在 PCB 上应用 UL;由于 UL 的成本较高,而且材料的采购量或采购量较低,因此许多供应商不为特殊材料提供 UL。根据您的选择,在报价过程中可能会出现您没有准备好的可用性、额外成本或无标的情况。

总结

请记住,就原始印刷电路板而言,有许多材料可供选择。任何层压板品牌或类型都没有完全相同的材料。此外,并不是所有材料都能轻易买到,有些材料价格高昂,有些材料则需要很长时间才能买到,而且有 MOQ。

要想降低成本并按时收到订单,关键是要了解有哪些材料可供选择,以及你的印刷电路板真正需要哪些材料。咨询您的制造商。 雷明为所有印刷电路板或柔性电路板提供免费的 DFM 服务,帮助您了解堆叠和阻抗细节。

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