聚酰亚胺 PCB 材料信息（FR4 与聚酰胺 PCB）

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• 什么是聚酰亚胺/聚酰胺 PCB 材料？
• 什么时候应该使用它？
• 什么是 FR4 PCB 材料？
• FR4 的应用有哪些？
• 为什么选择聚酰亚胺/聚酰胺而不是 FR4？
• 我在哪里可以获得聚酰亚胺/聚酰胺 PCB？

许多使用印刷电路板的公司都满足于为其电路板使用标准 FR4 材料。 FR4 板对于许多应用来说都是经济实惠且有效的。然而，FR4 板并不是唯一可用的印刷电路板材料类型。其他一些板类型可能更适合某些应用。

您可以考虑的一种板材材料是聚酰亚胺。可能有一些聚酰亚胺 PCB 材料特性非常适合您所在行业的电路板应用。如果您刚开始使用印刷电路板，那么在开始订购之前了解哪种材料最好会很有用。

如果您不确定聚酰亚胺/聚酰胺 PCB 是否适合您，请继续阅读以了解这些电路板的特性以及它们如何影响您的应用。

什么是聚酰亚胺/聚酰胺PCB材料？

聚酰亚胺，也称为聚酰胺，是由酰亚胺单体组成的聚合物。这种多样化的聚合物组包括各种材料，包括天然材料和合成材料。例如，天然聚酰胺包括丝绸和羊毛。然而，在制造 PCB 时，用于板基板的聚酰胺是合成量产的。

合成聚酰亚胺是通过聚合各种含有酰亚胺结构的化学物质而生产的。最常见的是，该工艺使用双马来酰亚胺和马来酸酐。该过程中使用的不同化学品和添加剂可以产生不同的结果，从而产生具有各种优势的各种类型的聚酰亚胺。下面列出了一些例子：

• 纯聚酰亚胺： 纯聚酰亚胺，也称为第二代聚酰亚胺，生产时不含溴化阻燃剂和其他添加剂。因此，它们比当今的许多替代品更具有热稳定性和耐温性。
• 第三代聚酰亚胺： 这些聚酰亚胺包括提高阻燃性的添加剂，有助于防止电气火灾。虽然这些类型的聚酰亚胺的热稳定性往往较低，但由于固化所需的温度和时间较低，它们可以缩短生产时间。
• 填充聚酰亚胺： 填充聚酰亚胺系统由聚酰亚胺和填料组成。聚酰亚胺产生所需的耐热性和柔韧性，但填料有助于减少树脂收缩，这有助于最大限度地减少固化和钻孔过程中形成的裂缝。
• 低流动性聚酰亚胺： 这些聚酰亚胺由各种树脂和限流器组成，会降低材料的柔韧性。

随着时间的推移，预计更多的聚酰亚胺变体将变得流行。例如，目前正在开发第四代聚酰亚胺，这将提高铜箔的附着力和湿敏性，以及整体稳定性。

什么时候应该使用它？

聚酰亚胺产品在整个行业的需求量很大，最显着的是由于材料的柔韧性和强度。然而，这并不是聚酰胺受到青睐的唯一原因。

选择 PCB 基材时，必须选择最适合应用的材料。如果您的应用需要以下 PCB 特性，聚酰胺可能是您的最佳选择：

• 出色的灵活性： 聚酰亚胺材料最常用于生产柔性和刚柔结合印刷电路板，因为这种材料非常柔韧。
• 优异的抗拉强度： 尽管具有柔韧性，但聚酰亚胺材料非常坚固且抗翘曲。这使其成为可能需要一定物理耐久性的任何应用的绝佳选择。
• 非常热稳定： 聚酰亚胺在很宽的温度范围内都非常稳定。它们可以支持在高达 260 摄氏度的正常恶劣温度下运行。此外，它们具有良好的导热性，还可以抵抗制造和维修过程中的热损伤。
• 耐化学品： 聚酰亚胺具有化学稳定性，这意味着它们可以暴露在各种腐蚀性化学品中而不会产生负面影响。这在包括接触此类化学品的应用中至关重要。
• 高度耐用： 除了耐热和耐化学品外，聚酰亚胺 PCB 还具有很强的物理应力耐受性。无论施加在何种物理和热条件下，它们都将保持其形状，使其成为涉及恶劣环境和现场维修的应用的理想选择。

除了这些特性之外，聚酰亚胺还具有制造出色 PCB 基材所需的电气特性。

聚酰胺PCB材料有哪些应用？

聚酰胺，无论是天然的还是合成的，都有广泛的应用。这些材料可以在车辆、服装和消费品中找到。然而，最值得注意的是它们在印刷电路板中的应用。具体来说，聚酰胺板用于制造柔性和刚柔结合的 PCB，在过去几年中获得了普及，预计 2017 年至 2027 年市场份额将扩大。

聚酰胺柔性和刚柔结合板已在 PCB 行业中得到广泛应用。一些例子包括：

• 计算机电子： 计算机环境，尤其是笔记本电脑，需要一定程度的灵活性和耐用性，以承受日常使用的物理压力。此外，计算机 PCB 运行的环境会变得异常炎热。聚酰胺柔性和刚柔结合 PCB 非常适合这些环境，这主要归功于它们的柔韧性、耐用性和热稳定性。
• 汽车电子： 现代汽车严重依赖电子设备，通常使用柔性 PCB 来应对车内经常发生的振动和热量。
• 消费电子产品： 由于日常使用的压力，包括智能手机和平板电脑在内的消费电子产品通常由柔性或刚柔结合的 PCB 制成。柔性 PCB 正在进一步开发用于潜在的未来消费电子产品，例如柔性平板电脑和智能手机。
• 医疗行业电子： 许多医疗应用要求所使用的电子设备具有一定的灵活性，尤其是在植入物、假肢和成像技术方面，它们往往需要更多的运动。
• 军事和航空航天电子： 航空航天和军事应用倾向于选择用于 PCB 的聚酰胺材料，因为它们具有可靠性、热稳定性和灵活性。这既是由于这些行业所涉及的物理压力源，也是由于经常需要进行现场维修，而其他材料不太适合。

简而言之，聚酰胺因其柔韧性、强度、耐用性和热性能而受到广泛的应用。

什么是FR4 PCB材料？

FR4 是 PCB 最常见的基材之一。然而，FR4 并不是真正指一种材料，而是指一种材料等级。 FR4 中的 FR 代表“阻燃”，来自美国国家电气制造商协会 (NEMA) 开发的分级系统。该等级表明该材料符合UL94V-0标准。

尽管 FR4 一词并未真正描述一种材料，但 FR4 级材料通常是层压玻璃纤维。这些材料是通过熔化玻璃原料并将它们挤出成纤维纱的细丝来生产的。然后将纤维纱线编织在一起并涂上树脂和偶联剂以提高粘合力。一旦所有材料相互粘合，在进入PCB制造过程之前，电路板就会用铜箔层压。

FR4 级材料可根据其具体性能分为子类。一些例子在下面有更详细的描述：

• 标准： 标准 FR4 板由特定类型的玻璃纤维制成，溴含量较高，从而提高了材料的阻燃性能。
• 高玻璃化转变： 玻璃化转变或 Tg 是玻璃纤维变得不稳定的温度。虽然标准 FR4 板的 Tg 值相对较低，但也有高 Tg 板可提供更高的 Tg 值并改善耐热性。
• 无卤素： 无卤素 FR4 板不含溴，溴是一种对人体有毒的卤素。尽管溴有利于 FR4 板的阻燃特性，但无卤板对于涉及人机交互的应用通常是必需的。

由于 FR4 是一种等级而不是特定材料，因此特定 FR4 板的值可能因制造商而异。虽然它们通常会在预期范围内，但导热率、弯曲强度、吸水率和硬度可能因板而异。

什么时候应该使用它？

FR4 被认为是绝大多数应用的标准 PCB 材料。但是，在决定使用一种材料而不是另一种材料之前，重要的是要考虑应用程序的所有因素。以下是在选择 FR4 作为材料之前需要考虑的一些主要品质：

• 力量重量比： 需要良好机械强度的 PCB 通常使用 FR4 的强度重量比。由于 FR4 材料生产涉及多层和材料，它具有出色的强度。
• 多功能性： FR4 可用作多种电路板类型的基板，包括单面、双面和多层印刷电路板。
• 耐化学性： FR4 可抵抗多种化学品，并且可抵抗大多数类型的腐蚀。此外，这种材料不像其他材料（包括聚酰胺）那样吸水。
• 尺寸稳定性： FR4 板很好地保持其形状，使其成为任何具有更精细部件的应用的理想选择。
• 伟大的电绝缘体： FR4 是一种众所周知的电绝缘体，具有出色的电气特性，是许多 PCB 应用的理想选择。

除上述因素外，FR4 板的生产成本非常低廉，从而导致整体生产成本较低。但是，需要注意的是，标准 FR4 板的导热性有限——FR4 板在散热方面存在困难，并且在较高温度下会变得不稳定。

FR4 的应用有哪些？

由于其作为工程师默认材料的地位，FR4 在全球范围内用于各种不同的应用。其中一些应用包括以下内容：

• DC 板应用： 由于 FR4 成本低、性能卓越且易于使用，绝大多数 DC 板都使用 FR4 完成。
• 低频应用： FR4 板由于其低成本和与其他材料的可比性而常用于低频应用。虽然 FR4 不适合 2 GHz 以上的高频应用，但对于需要功能且成本不高的低频应用来说，它是一个不错的选择。
• 数字应用： FR4 是许多数字应用的绝佳选择。

这些应用可以在各种行业中找到，从商业和消费电子行业到军事和航空航天设计。但是，需要注意的是，不建议将 FR4 用于越来越普遍的高频设计。

为什么选择聚酰亚胺/聚酰胺而不是 FR4？

在使用聚酰亚胺和 FR4 之间进行选择时，您可能会倾向于选择 FR4，纯粹是因为这种常见电路板材料的成本和可及性。然而，根据成本做出选择是一个糟糕的选择，尤其是当这两种材料提供截然不同的功能优势时。

如果您正在考虑使用聚酰胺和 FR4，请记住聚酰胺的以下优点：

• 灵活性： 灵活性是您选择聚酰亚胺/聚酰胺板而不是 FR4 板的主要原因。柔性和刚柔结合电路板通常由聚酰亚胺制成，通常在移动性和使用频率是主要考虑因素的应用中首选。
• 良好的耐热性： 如果您打算在高温环境中使用 PCB，则 FR4 板可能不是最佳选择。 FR4 虽然具有抗框架性，但在散热方面存在困难，从而导致可能损坏电路板和周围设备的热点。另一方面，聚酰亚胺具有出色的工作温度额定值和热导率，是 FR4 值的两倍。
• 耐化学品： 聚酰胺具有出色的耐化学性，特别是对军事、航空航天和汽车应用中常见的燃料、油和油脂等碳氢化合物。虽然 FR4 具有相似的耐腐蚀性，但聚酰胺可长期提供更完整的耐腐蚀性。
• 耐用： 虽然 FR4 很坚固，但它的刚性可能会给需要考虑振动和热量的应用带来问题。热和物理应力会降低 FR4 板的结构完整性，而聚酰胺板则可以应对这种情况，尤其是因为它们的柔韧性和抗拉强度。
• 解决集成问题： 如果需要将 PCB 集成到不容易容纳组件的产品中，那么像 FR4 板这样的刚性电路板将无法工作。相反，可以制作柔性聚酰亚胺 PCB 以适应提供的空间。

虽然它们更昂贵，但聚酰亚胺 PCB 与传统的 FR4 板相比具有令人印象深刻的灵活性和功能优势。轻巧、灵活且耐用的聚酰亚胺 PCB 板具有解决许多 PCB 集成和设计问题的潜力，从长远来看具有成本效益。

我在哪里可以买到聚酰亚胺/聚酰胺 PCB？

如果您有兴趣在设计中使用聚酰亚胺，Millennium Circuits Limited 可以提供帮助。

Millennium Circuits Limited 可以为您提供您可能需要的几乎任何类型的印刷电路板的高质量版本，包括聚酰亚胺柔性电路板和 FR4 板，以及陶瓷板、铜板等。如需快速、免费的印刷电路板在线报价，请填写我们的简单联系表，如有任何问题，请随时致电 717-558-5975。

如果您不确定聚酰亚胺柔性电路板是否适合您，或者您需要帮助确定哪种 PCB 最适合您的业务，我们的一位 PCB 专家将很乐意帮助您解决问题。

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