Полиимидные печатные платы против. Печатная плата FR4: Какая разница?

Полиимидные печатные платы и Печатная плата FR4 являются двумя наиболее распространенными типами печатных плат.. Хотя оба являются полимерными подложками, хорошо подходящими для печатных плат., Полиимид и FR4 обладают своими собственными характеристиками, которые делают их более подходящими для определенных условий по сравнению с другими.. В этом блоге, мы объясняем их ключевые различия и даем советы о том, как выбрать между ними. Давай читать дальше.

Различия между полиимидной печатной платой и печатной платой FR4

1. Типы меди

В большинстве плат FR4 используется электроосажденная медная фольга с вертикальной структурой волокон, оптимизированной для жестких плат.. В полиимидах чаще всего используется прокатанная отожженная медь, специально разработанная для того, чтобы выдерживать многократный изгиб без усталости металла или растрескивания.. Ориентация медного зерна также соответствует оси изгиба, что обеспечивает максимальную долговечность..

2. Строительство

FR4 состоит из эпоксидной смолы., слои тканого стекловолокна, и медь. Количество слоев стекловолокна определяет общую толщину.. Волокна пропитываются эпоксидной смолой, а затем отверждаются медными слоями под воздействием тепла и давления, образуя жесткую плиту.. В отличие, полиимидные плиты содержат только полиимидный пластиковый полимер и медь.. Полиимид наливается на медную фольгу в жидком виде., затем полностью отверждается до твердого состояния, гибкое государство.

3. Диапазоны толщины

Армирование стекловолокном ограничивает возможность изготовления тонкого FR4.. Обычная толщина варьируется от 2 мил к 125 милы. Без стекловолокна, полиимиды могут быть изготовлены в виде тонких пленок из 1/2 мил к 3 милы толщиной. Это позволяет чрезвычайно тонко, гибкие конструкции идеально подходят для применения в условиях динамического изгиба.

4. Гибкость

Полиимидные плиты очень гибкие., что делает их подходящими для применений, требующих многократного изгиба или придания формы в соответствии с конкретными пространствами.. Их чрезвычайная гибкость позволяет создавать сложные геометрические формы, которые невозможно достичь с помощью традиционно жестких плит FR4.. Мобильность улучшена, а установка внутри продуктов с ограниченным пространством становится проще по сравнению с FR4..

5. Поглощение влаги

FR4 на основе эпоксидной смолы поглощает очень мало влаги из окружающей среды., вокруг 0.2-0.5% общего веса. В отличие, полиимид может поглощать до 2% влага по весу. Это не влияет на работу полиимидных цепей., но впитавшаяся влага должна быть удалена перед сборкой путем обжига, чтобы предотвратить повреждение из-за быстрого расширения пара и расслаивание проблемы во время пайки.

6. Терпимость к жаре

Полиимид имеет гораздо более высокую максимальную рабочую температуру, чем FR4., рассчитан на непрерывное использование при температуре до 300°C. Он лучше противостоит термическому разложению с течением времени.. Это означает, что полиимидные плиты долго выдерживают эксплуатацию в жарких условиях.. Теплопроводность также вдвое выше, чем у стандартных плит, армированных стекловолокном..

дальнейшее чтение: Полное руководство по теплопроводности FR4

7. Химическая устойчивость

Помимо тепловых характеристик, полиимидные плиты обеспечивают коррозионную и химическую стойкость, превосходящую FR4.. Их прочная полимерная матрица защищает от топлива., масла, растворителями в течение значительно более длительных периодов времени. Без чувствительных компонентов, таких как эпоксидная смола или стекловолокно., полиимид выдерживает воздействие более концентрированных химических растворов, не разлагаясь..

8. Долговечность в условиях стресса

Вибростойкость и прочность на разрыв значительно выше у полиимидных плит.. Гибкость предотвращает переломы от физических ударов, которые нарушают целостность жестких стеклянных плит из эпоксидной смолы.. Полиимид лучше сохраняет механическую и электрическую надежность в течение тысяч циклов изгиба, а также при постоянной вибрации..

В следующей таблице приведены некоторые конкретные данные для более четкого сравнения различий между печатной платой FR4 и полиимидной печатной платой.:

Типы печатных плат Характеристики	Печатная плата FR4	Полиимид Печатная плата
Теплопроводность	0.25 Вт / мК	0.2 Вт / мК
Диэлектрическая постоянная (в 1 ГГц)	4.25-4.55	~3,4 до 3.8
Коэффициент рассеяния (в 1 ГГц)	0.016	0.003
Сопротивление дуги	125 сек	143 сек
Удельный вес	1.8 - 1.9	1.3 к 1.4
Впитывание воды	0.2-0.5%	1-2%
Предел прочности	70-90 МПа	200-300 МПа
Переходная температура стекла (Tg)	130-140° C	>250° C

Полиимидная печатная плата и печатная плата FR4: Как выбрать?

Выбор между использованием печатной платы FR4 и полиимидной печатной платы зависит, прежде всего, от применения и его конкретных требований.:

Платы FR4 будут лучшим выбором для:

• Приложения, чувствительные к затратам, где не требуется высокая долговечность. FR4 — более дешевый вариант.
• Низкочастотные цифровые схемы, не выделяющие много тепла. FR4 выдерживает умеренные температуры до 100°C..
• Жесткие плиты для продуктов, где гибкость не требуется.. Армирование стекловолокном делает плиты FR4 стабильными по размерам, но не гибкими..

Полиимидные плиты предпочтительнее для:

• Гибкие/жестко-гибкие цепи, которые должны динамически изгибаться во время использования.. Полиимидная печатная плата имеет исключительный срок службы при изгибе и усталостную прочность..

Знать различия между гибкой и жестко-гибкой печатной платой, читать "Жесткая гибкая печатная плата против. Гибкая печатная плата»

• Высокочастотные аналоговые схемы. Полиимид имеет более низкую диэлектрическую проницаемость и потери для лучшей целостности сигнала..
• Электроника в экстремальных условиях, подвергающаяся воздействию высоких температур выше 150°C. Полиимид выдерживает температуру более 250°C..
• Продукты, прошедшие испытания на надежность, такие как вибрация, шок, влажность, или попадание пыли. Полиимидные плиты более прочны..
• Критически важная электроника, требующая максимальной долговечности и минимального риска отказа.. Аэрокосмическая и военная промышленность предпочитают полиимиды.

По сути, выбирайте экономичный FR4 для базовых приложений межсоединений без особых требований, в то время как полиимиды служат экстремальным требованиям, требующим максимальной физической устойчивости и устойчивости к окружающей среде..

Заключительные слова

Оценка контрастов между этими двумя материалами по таким факторам, как термостойкость., долговечность, а механическая прочность является ключевым фактором при определении оптимального выбора для проекта электроники с учетом его конкретных требований и условий эксплуатации.. Вдумчивый анализ спецификаций применения наряду с соответствующими профилями свойств полиимида и FR4 позволяет сделать обоснованный выбор материала, который соответствует уникальным целям и имеющимся ограничениям.. С пониманием связанных с этим компромиссов, инженеры могут чувствовать себя уверенно, указывая Подложка печатной платы который будет наилучшим образом соответствовать их потребностям и работать так, как задумано в целевом устройстве или системе..