Płytki drukowane zapewniają połączenia między komponentami elektronicznymi i mają kluczowe znaczenie dla funkcjonowania elektroniki we wszystkich gałęziach przemysłu. Wśród różnych materiały PCB, PCB PTFE wyróżniają się wyjątkowymi właściwościami. W tym obszernym przewodniku, szczegółowo zbadamy technologię PCB PTFE. Omówię kluczowe właściwości i specyfikacje PTFE, czym różni się od konwencjonalnych materiałów na płytki drukowane, typowe aplikacje, i tak dalej. Do końca, zyskasz większą wiedzę na temat tego, kiedy i jak wykorzystać płytkę drukowaną PTFE, aby spełnić najbardziej rygorystyczne wymagania aplikacji.
Co to jest płytka PCB z PTFE?
PCB PTFE to specjalistyczny rodzaj płytki drukowanej wykonanej z wysokowydajnego PTFE (politetrafluoroetylen) materiałów podłoża zamiast standardowych laminatów FR4. Znany również pod marką Teflon, można go również nazwać teflonową płytką drukowaną. PTFE jest ceniony w płytkach drukowanych ze względu na jego odporność na ekstremalne temperatury, są odporne na praktycznie wszystkie środki chemiczne, i utrzymują stabilne właściwości elektryczne w trudnych warunkach. Unikalne właściwości PTFE sprawiają, że płytki drukowane PTFE są popularne w wymagających zastosowaniach, takich jak przemysł lotniczy, wojskowy, telekomunikacja, i innych branżach, w których środowisko jest karalne, a niezawodność ma kluczowe znaczenie
Właściwości płytki drukowanej PTFE
Materiał teflonowy nadaje PCB PTFE solidny zestaw właściwości całkowicie różniących się od standardowych płytek drukowanych:
- Doskonała odporność chemiczna – PTFE zachowuje swoje właściwości pod wpływem olejów, smar, i odczynniki chemiczne. Dzięki temu płyty PTFE nadają się do stosowania w trudnych warunkach chemicznych.
- Trwałość w niskich temperaturach – PTFE zachowuje elastyczność i wytrzymałość nawet w ekstremalnie niskich temperaturach do -196°. Ta odporność na niskie temperatury umożliwia niezawodne działanie płytek drukowanych PTFE w zastosowaniach kriogenicznych.
- Odporność na warunki atmosferyczne – PTFE dobrze wytrzymuje wszelkie warunki atmosferyczne, w tym promieniowanie UV, wilgotność, i ekstremalne temperatury. Płyty PTFE można stosować na zewnątrz i w pomieszczeniach nieklimatyzowanych.
- Niski straty dielektryczne– Niepolarny charakter PTFE powoduje bardzo niskie straty sygnału, szczególnie przy wysokich częstotliwościach. To sprawia, że PTFE jest dobrym izolatorem w zastosowaniach RF i innych zastosowaniach o wysokiej częstotliwości.
- Nieprzywierająca powierzchnia – Struktura molekularna PTFE nadaje mu śliskość, powierzchnia nieprzylepna. Zapobiega to zanieczyszczeniu i ułatwia montaż i czyszczenie PCB.
- Odporność na wilgoć – O bardzo niskiej absorpcji wody, Płyty PTFE wytrzymują środowiska o wysokiej wilgotności bez degradacji elektrycznej i fizycznej.
- Doskonałe właściwości elektryczne – Oprócz niskich strat, PTFE zapewnia wysokie napięcie dielektryczne wytrzymywane i rezystywność objętościową. Jego stabilna stała dielektryczna wynosi około 2.0 ułatwiać kontrola impedancji.
Specyfikacje powszechnie używanych teflonowych płytek PCB podano poniżej:
| Typ PCB | Stała dielektryczna, ϵr Proces | Współczynnik termiczny ϵr | Oporność objętościowa | Absorpcja wilgoci | Przewodność cieplna | Gęstość | Siła łupania miedzi |
| RO3003 | 3.00±0,04 | -3ppm/℃ | 107 MΩ·cm | 0.04% | 0.50 W/m/K | 2.1g/cm3 | 12.7funt/cale |
| RO3035 | 3.00±0,05 | -45ppm/℃ | 107 MΩ·cm | 0.04% | 0.50 W/m/K | 2.1g/cm3 | 10.2funt/cale |
| RO3035 | 6.15±0,15 | -262ppm/℃ | 105MΩ·cm | 0.02% | 0.79 W/m/K | 2.6g/cm3 | 7.1funt/cale |
| RO3010 | 10.2±0,30 | -395ppm/℃ | 105MΩ·cm | 0.05% | 0.95 W/m/K | 2.8g/cm3 | 9.4funt/cale |
Płytka PTFE kontra płytka FR4: Co za różnica? Jak wybrać?
PTFE i FR4 to dwa bardzo różne materiały na płytki drukowane – podczas gdy FR4 jest standardem dla większości ogólnych zastosowań, PTFE zapewnia doskonałą odporność termiczną i chemiczną. Kluczowe różnice polegają na tym, że PTFE może bez problemu wytrzymać temperatury od -192°C do ponad 250°C, podczas gdy FR4 traci integralność strukturalną powyżej 110°C. dodatkowo, PTFE jest chemicznie obojętny, odporny na prawie wszystkie przemysłowe chemikalia i rozpuszczalniki, które mogłyby uszkodzić FR4. jednak, PTFE wiąże się również z wyższym kosztem, w przybliżeniu 5-10 razy więcej niż w przypadku płyt FR4. Dla większości elektroniki użytkowej, gdzie koszt ma kluczowe znaczenie, FR4 pozostaje najlepszą opcją, ale dla przemysłu, wojskowy, lotnictwo, i innych wymagających zastosowań, w których występuje wysoka temperatura lub agresywne chemikalia, Prawdopodobnie warto zainwestować w PTFE, aby zapewnić niezawodne działanie w tych ekstremalnych warunkach.
Przy wyborze materiału płytki drukowanej, rozważ oczekiwane warunki pracy i określ, czy odporność termiczna i chemiczna PTFE uzasadnia wzrost kosztów produkcji w porównaniu ze standardowymi płytami FR4. Przeanalizuj limity temperatur aplikacji, ryzyko narażenia chemicznego, i budżet, aby dokonać optymalnego wyboru pomiędzy tymi dwiema wszechobecnymi, ale bardzo różnymi opcjami podłoża.
| własność | FR4 | PTFE |
| Zakres temperatury | 110°C maksymalnie | -192°C do ponad 260°C |
| Stała dielektryczna | 3.8 – 4.8 | 2.1 – 2.6 |
| Wytrzymałość dielektryczna | 150-200 V/mil | 300-500 V/mil |
| Absorpcja wody | 0.1% | 0.03-0.1% |
| Odporność chemiczna | Umiarkowany – uszkodzone przez niektóre rozpuszczalniki/kwasy | Doskonały – odporny na prawie wszystkie chemikalia |
| Przewodność cieplna | 0.3-0.6 W/m/K | 0.440 – 0.95 W/m/K |
| Elastyczność | Sztywny | Może być sztywny lub elastyczny |
| Koszt | Niski | 5-10x wyższy niż FR4 |
Zastosowania PCB PTFE
Płytki drukowane PTFE są cenione do stosowania w wymagających zastosowaniach przemysłowych, lotnictwo, medyczny, i wojskowych dzięki ich solidnym właściwościom w zakresie odporności termicznej i chemicznej.
- W zakładach produkcyjnych, Odporność PTFE na działanie żrących chemikaliów i płynów sprawia, że jest to idealny wybór do kontroli procesów i monitorowania elektroniki. Płyty PTFE zachowują niezawodność pomimo trudnych warunków przemysłowych.
- Niepolarny charakter i stabilne właściwości dielektryczne PTFE dobrze nadają się również do zastosowań o wysokiej częstotliwości, takich jak systemy radarowe. PTFE jest powszechnie stosowany jako podłoże płytek drukowanych w projektach radarów z fazowanym układem fazowym w lotnictwie i przemyśle morskim, gdzie krytyczna jest precyzyjna kontrola impedancji.
- Producenci urządzeń medycznych wykorzystują biokompatybilność i sterylizację PTFE do produkcji systemów monitorowania i obrazowania, które mogą niezawodnie działać w warunkach szpitalnych. PTFE spełnia rygorystyczne wymagania FDA dotyczące stosowania w urządzeniach mających kontakt z pacjentem.
- Do zastosowań lotniczych, lekkie, ale trwałe płyty PTFE oferują kluczowe zalety. Ekstremalna tolerancja temperaturowa PTFE zapewnia stabilną pracę elektroniki pokładowej narażonej na silne zimno w zastosowaniach kosmicznych lub intensywne ciepło podczas ponownego wejścia w atmosferę.
Wybór niezawodnego producenta płytek teflonowych
Aby móc w pełni wykorzystać zalety PTFE, wymagane jest odpowiednie wykonanie go przez doświadczonego producenta płytek PCB. Technologia MOKO to doskonała opcja przy pozyskiwaniu wysokiej jakości płytek drukowanych z PTFE. Dzięki wieloletniemu doświadczeniu w produkcji zaawansowanych płytek PCB ze specjalistycznych materiałów, takich jak PTFE, ceramiczny, i Poliamid, MOKO Tech udoskonaliło specjalistyczne możliwości wymagane do optymalnej obróbki tych unikalnych podłoży. Posiadają rygorystyczne certyfikaty jakości, w tym ISO 9001 i ISO13485, wskazując spójne i kontrolowane procesy. Chcesz rozpocząć projekty PCB z PTFE? Skontaktuj się z nami aby uzyskać uczciwą wycenę.
