一、FR - 4(環(huán)氧玻璃纖維布層壓板)
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性能特點
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電氣性能:
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介電常數(shù)(Dk)一般在 4.0 - 4.7 之間,適用于中低頻電路。在大多數(shù)普通數(shù)字電路和低頻模擬電路中,能夠滿足信號傳輸要求,不過在高頻高速電路中,信號延遲和衰減相對明顯。
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介質(zhì)損耗因數(shù)(Df)較低,對于一般的電子產(chǎn)品應用,如消費類電子產(chǎn)品中的電腦主板、電視主板等,能量損耗在可接受范圍內(nèi),能夠保證電路的基本效率。
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絕緣電阻良好,能滿足一般電子產(chǎn)品的工作電壓要求,在正常的電壓環(huán)境下可以有效防止電流泄漏。
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機械性能:
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具有較高的彎曲強度和硬度,能夠承受一定程度的機械壓力和振動。在設備安裝和運輸過程中,不容易出現(xiàn)電路板斷裂的情況,為元器件提供了穩(wěn)定的支撐。
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熱膨脹系數(shù)(CTE)相對穩(wěn)定,在正常的溫度變化范圍內(nèi),尺寸變化較小,有助于保持電路連接的穩(wěn)定性,適用于多層 PCB 的制作。
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化學性能:
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有一定的耐腐蝕性,能夠抵抗一般環(huán)境中的水汽、灰塵等因素的侵蝕。同時,F(xiàn)R - 4 板材具有良好的阻燃性,通常能達到 UL 94 V - 0 等級,在遇到火災等意外情況時,可以有效延緩火勢蔓延。
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應用領域:
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廣泛應用于消費類電子產(chǎn)品,如智能手機、平板電腦、筆記本電腦、電視機等。這些產(chǎn)品對成本較為敏感,且工作頻率大多處于中低頻范圍,F(xiàn)R - 4 板材的性能和成本優(yōu)勢使其成為理想的選擇。
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在工業(yè)控制領域,如 PLC(可編程邏輯控制器)主板、工業(yè)電腦主板等也有大量應用。其機械強度和穩(wěn)定性能夠適應工業(yè)環(huán)境中的振動和一定程度的溫度變化。
二、聚四氟乙烯(PTFE)
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性能特點
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電氣性能:
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介電常數(shù)很低,約為 2.0 - 2.2,是高頻高速電路的理想選擇。在 5G 通信設備、衛(wèi)星通信設備、高速計算機的高速信號傳輸線路等應用中,能夠顯著減少信號延遲和衰減,確保信號完整性。
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介質(zhì)損耗因數(shù)極小,信號在傳輸過程中的能量損耗很低,有助于提高電路的效率和性能,特別適用于對信號質(zhì)量要求極高的射頻(RF)電路。
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機械性能:
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具有一定的柔韌性,但彎曲強度和硬度相對較低。在需要一定程度的柔性和彎曲性能的場合,如一些特殊的天線設計、可彎曲的高頻傳輸線路等可以發(fā)揮優(yōu)勢。
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熱膨脹系數(shù)較小,熱穩(wěn)定性好,在溫度變化較大的環(huán)境中能夠保持尺寸穩(wěn)定,這對于高頻電路的精確性能至關重要。
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化學性能:
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耐腐蝕性極佳,幾乎不受化學物質(zhì)的侵蝕,能夠在惡劣的化學環(huán)境和戶外環(huán)境中長時間工作。同時,PTFE 具有良好的耐候性,能夠抵御紫外線、氧化等因素的影響。
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應用領域:
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主要用于高頻高速通信設備,如 5G 基站天線、毫米波雷達、衛(wèi)星通信天線等。這些設備對信號傳輸質(zhì)量要求極高,PTFE 板材能夠滿足高頻信號傳輸?shù)男枨蟆?
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在高端測試儀器、航空航天電子設備中的高頻電路部分也有應用,其優(yōu)良的電氣性能和化學穩(wěn)定性可以確保設備在復雜環(huán)境下的高精度運行。
三、聚酰亞胺(PI)
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性能特點
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電氣性能:
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介電常數(shù)適中,一般在 3.0 - 3.5 之間,適用于中高頻電路。在柔性電子設備中,能夠保證一定質(zhì)量的信號傳輸,雖然在高頻性能上不如 PTFE,但在柔韌性和綜合性能上有優(yōu)勢。
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介質(zhì)損耗因數(shù)較低,能夠有效減少信號傳輸過程中的能量損耗,對于柔性電子設備中的信號傳輸線路較為有利。
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機械性能:
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具有出色的柔韌性,可以承受反復的彎曲、折疊而不斷裂。在可穿戴設備、柔性顯示屏連接線路、折疊手機的柔性電路板等應用中表現(xiàn)優(yōu)異,能夠適應人體的各種運動和設備的折疊操作。
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熱膨脹系數(shù)較小,熱穩(wěn)定性良好,在溫度變化時能夠保持尺寸穩(wěn)定,這對于柔性電路在不同環(huán)境溫度下的正常運行非常重要。
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化學性能:
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耐腐蝕性較好,能夠抵抗一定的化學物質(zhì)侵蝕,在日常使用和一般工業(yè)環(huán)境中可以保持性能穩(wěn)定。同時,PI 板材具有良好的耐高溫性能,可在較高溫度下正常工作。
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應用領域:
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是可穿戴設備的核心板材,如智能手環(huán)、智能手表的電路板。其柔韌性可以完美貼合人體曲線,并且在運動過程中保持電路正常工作。
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在折疊電子產(chǎn)品,如折疊手機、折疊平板電腦等的柔性部分大量應用,用于連接折疊區(qū)域的電路,確保在折疊和展開過程中信號傳輸不受影響。
四、陶瓷基板
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性能特點
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電氣性能:
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介電常數(shù)根據(jù)陶瓷材料的不同而有所差異,范圍較廣,可根據(jù)具體應用選擇合適的陶瓷材料來滿足特定的介電常數(shù)要求。在一些高頻、高功率的電子設備中,可以通過選擇合適的陶瓷基板來優(yōu)化信號傳輸和功率處理。
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介質(zhì)損耗因數(shù)較低,在高功率電路中能夠有效減少能量損耗,提高電路效率。同時,陶瓷基板具有極高的絕緣電阻,能夠承受高電壓,可用于高壓電力電子設備。
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機械性能:
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硬度較高,具有良好的機械強度,能夠抵抗較大的外力沖擊。在一些對電路板機械性能要求極高的場合,如汽車發(fā)動機控制單元、工業(yè)電機驅(qū)動器等,可以保證電路板在惡劣的機械環(huán)境下正常工作。
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熱膨脹系數(shù)非常小,熱穩(wěn)定性極佳,在高溫和溫度變化劇烈的環(huán)境中能夠保持尺寸穩(wěn)定,這對于高精度、高可靠性的電子設備至關重要。
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化學性能:
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耐腐蝕性強,幾乎不受常見化學物質(zhì)的侵蝕,能夠在腐蝕性環(huán)境中長期穩(wěn)定工作。陶瓷基板的化學穩(wěn)定性使其在化工、海洋等惡劣環(huán)境下的電子設備中具有獨特的優(yōu)勢。
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應用領域:
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廣泛應用于高功率電子設備,如功率放大器、電源模塊等。其高絕緣電阻和低能量損耗的特點能夠滿足高功率電路的要求。
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在汽車電子、航空航天電子等對可靠性和穩(wěn)定性要求極高的領域,用于發(fā)動機控制、飛行控制系統(tǒng)等關鍵電路部分,確保在復雜環(huán)境下電子設備的安全穩(wěn)定運行。
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