FR4とPTFEは2つの広く使用されているPCBラミネート材料であり、それぞれ異なるアプリケーションに対応する明確な特性を持っています。FR4は、その費用対効果、機械的強度、および製造の容易さにより、汎用PCBに最適な選択肢です。一方、PTFEは誘電特性と熱安定性に優れているため、高周波や高速のアプリケーションに適していますが、価格は高くなります。両者の選択は、予算、要求性能、環境条件などの要因によって異なります。
キーポイントの説明
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材料構成とコスト
- FR4:FR4はガラス繊維とエポキシ樹脂の複合材料で、安価であり、標準的な厚さで容易に入手できるため、コスト重視のプロジェクトに最適です。
- PTFE:フッ素樹脂で、特殊な化学構造のため製造コストが高い。
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電気的性能
- FR4:低・中周波用途に適するが、誘電率（Dk）と損失正接（Df）が高く、高周波での信号減衰につながる。
- PTFE:低くて安定したDk（～2.1）と超低Dfを提供し、RF/マイクロ波回路（例：5G、レーダーシステム）における信号損失と歪みを最小限に抑えます。
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熱的・機械的特性
- FR4:130℃までの温度に耐え、優れた剛性を発揮しますが、長時間の熱応力下では剥離する可能性があります。
- PTFE:極端な温度（最高260℃）に対応し、優れた熱安定性を示すが、表面が柔らかいため、穴あけ/ラミネーション時の取り扱いに注意が必要。
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製造と供給
- FR4:機械加工、穴あけ、はんだ付けが容易で、あらかじめ定義された厚さで広く入手可能。
- PTFE:特殊な加工（例えば、接着のためのプラズマ処理）が必要で、しばしば特注の厚みが必要となり、リードタイムが長くなる。
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代表的な使用例
- FR4:コストと耐久性が優先される家電、産業用制御機器、自動車用モジュール。
- PTFE:航空宇宙、軍事通信、高周波通信システムなど、信号ロスを最小限に抑えることが要求されるもの。
性能と予算のバランスをとるプロジェクトの場合、ハイブリッド設計では、リジッドセクション用のFR4と、重要なRFエリア用のPTFEを組み合わせることもあります。あなたのアプリケーションは、ストレス下の信頼性とシグナルインテグリティの精度のどちらを重視しますか？
概要表
| 特性 | FR4 | PTFE |
|---|---|---|
| 材料構成 | ガラス繊維とエポキシ樹脂の織物、コスト効率が高い | フッ素樹脂、特殊構造のためコスト高 |
| 電気的性能 | 誘電率（Dk）と損失正接（Df）が高く、低中周波に適している。 | 低くて安定したDk（～2.1）、超低Df、高周波用途に最適 |
| 熱的・機械的特性 | 130℃まで対応、剛性に優れるが応力により剥離することがある。 | 260℃まで対応、優れた熱安定性、より柔らかい表面 |
| 加工と入手性 | 機械加工、穴あけ、はんだ付けが容易。 | 特殊加工、特注厚み、長いリードタイムが必要 |
| 代表的な使用例 | 民生用電子機器、産業用制御機器、自動車用モジュール | 航空宇宙、軍事通信、高周波通信システム |
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