FR4とPTFEは、異なる電気特性を持つ2つの一般的なPCB材料で、それぞれ異なる用途に適しています。FR4はコスト効率が高く、絶縁抵抗と耐圧に優れた広く使用されている材料ですが、誘電率と誘電正接が高いため、高周波での信号損失が大きくなります。PTFEはより高価ですが、誘電率と誘電正接が低いため高周波用途に優れ、シグナルインテグリティと熱安定性に優れています。両者の選択は、コスト、性能、周波数のニーズのバランスをとりながら、アプリケーションの特定の要件によって決まります。
キーポイントの説明
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誘電率（Dk）
- FR4:通常4.3～4.8。この高い値は、FR4がより多くの電気エネルギーを蓄えることを意味し、特に高周波での信号損失が大きくなる可能性があります。
- PTFE:誘電率がはるかに低く（～2.1）、信号損失を最小限に抑えることが重要な高周波用途に適しています。
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誘電正接（損失正接）
- FR4:0.02程度で、熱としてのエネルギー損失が大きく、高周波での信号品質をさらに劣化させる。
- PTFE:誘電正接が著しく小さく、高周波回路でのエネルギー損失を低減し、シグナルインテグリティを維持します。
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絶縁抵抗と絶縁破壊電圧
- FR4:優れた絶縁抵抗と高耐圧（10～20kV/mm）を有し、高耐圧を必要とする汎用用途に信頼性を発揮します。
- PTFE:絶縁性にも優れるが、高電圧用途よりも高周波用途に強みを持つ。
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コストと入手性
- FR4:価格が手頃で、標準的な厚さで広く入手できるため、ほとんどのPCB用途に適している。
- PTFE:特殊な特性と製造工程のため高価で、通常、コストが性能の二の次となる高性能または高周波用途に限られる。
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熱安定性
- FR4:標準的な使用条件下では良好な性能を示すが、非常に高温になると劣化する可能性がある。
- PTFE:熱安定性に優れ、より広い温度範囲で特性を維持する。
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アプリケーション適合性
- FR4:汎用プリント基板、民生用電子機器、コストや入手性が重視される用途に最適です。
- PTFE:RF/マイクロ波回路、高速デジタル設計、およびシグナルインテグリティが最優先されるその他の高周波アプリケーションに最適。
これらの違いを理解することは、プロジェクトの電気的要件と予算要件に基づいて適切な材料を選択するのに役立ちます。アプリケーションの動作周波数がこの選択にどのような影響を与えるか、検討されましたか？
総括表
| 特性 | FR4 | PTFE |
|---|---|---|
| 誘電率 (Dk) | 4.3～4.8（信号損失が大きい） | ~2.1（最小信号損失） |
| 誘電正接 | ~0.02（エネルギー損失が大きい） | より低い（シグナルインテグリティが良い） |
| 絶縁抵抗 | 良好（10～20kV/mm） | 良好だがRF用に最適化 |
| コスト | 手頃な価格で広く入手可能 | 高価、特殊 |
| 熱安定性 | 標準的な条件では良好 | 高温に強い |
| 最適な用途 | 汎用PCB | RF/マイクロ波および高速設計 |
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