プリント基板の基材について～プリント基板の知恵袋 by ユニクラフト

プリント基板の「基材」とは

プリント基板は電子回路を構成する「板」ですが、絶縁材料の上に銅箔でパターン（配線）が形成されています。
この絶縁材料が「基材」と呼ばれ、プリント基板のベースとなります。
基材の種類によって耐熱性、耐候性、高周波の電気的特性などが変わってきます。
リジッド基板（アルミやフレキシブルを除く）の原材料はどういったものがあるのか、紹介していきます。

1. 紙フェノール（FR-1など）

【特徴】
紙基材にフェノール樹脂を含浸させたもので、コストが非常に低いのが特徴です。
加工性が良く、軽量である一方、耐熱性や耐湿性はあまり高くありません。
【用途】
主に家電製品や安価な電子機器に使用されます。
ラジオや玩具など、過酷な環境下で使われない製品に適しています。

2. 紙エポキシ（FR-3など）

【特徴】
紙基材にエポキシ樹脂を含浸させたもので、紙フェノールよりも耐熱性や電気的特性が向上しています。
ただし、後に出てくるガラス繊維を用いたものに比べると強度や耐久性は劣ります。
【用途】
洗濯機や食洗器など、耐湿性を要求されるようなに家電に採用されています。

3. ガラスエポキシ (FR-4、FR-5など)

【特徴】
ガラス繊維を布状に編んだガラス織布を、エポキシ樹脂で固めたものです。
強度、耐熱性、電気的絶縁性に優れ、現状最も一般的に使用される材質で、ユニクラフトでもFR-4を採用しております
【用途】
パソコン、スマートフォン、通信機器、自動車電子部品など、広範囲の電子機器に採用されています。
ちなみにFR-5はFR-4に比べて耐熱性や耐燃性に優れており、より過酷な環境下ではFR-5が採用されることが増えつつあります。

4. ガラスコンポジット（CEM-3など）

【特徴】
ガラス繊維の織布と不織布を重ねて、エポキシ樹脂で固めた材質です。
FR-4に比べて電気的特性は同等、しかし反りなどの寸法安定性で劣るという特徴があります。
【用途】
FR-4と同様に自動車、医療、通信などあらゆる分野で使用でれています。

5. テフロン

【特徴】
ガラス織布にテフロン樹脂(PTFE) を含浸させた材質です。
非常に優れた高周波特性を持ち、低い誘電率と低損失が特徴です。また、耐熱性や耐化学薬品性も優れています。
【用途】
高周波回路やアンテナ、レーダー、通信機器など、ミリ波帯での使用が求められる製品に使用されます。

6. セラミック

【特徴】
無機材料であるセラミックを使用した基板で、優れた熱伝導性、耐熱性、電気絶縁性を持ちます。
高温環境や高放熱が必要な用途に適しています。
【用途】
パワーエレクトロニクス、LEDモジュール、高電圧回路など、高い信頼性が必要な製品に使用されます。

以上が各材質の特徴と用途の概要です。

ただ現状は圧倒的にFR-4が主流であり、他の材料はメーカーに在庫が無く納期が長くなったり、
最低発注㎡数が大きかったりして、かえってコストがかかったりする場合もあるようです。

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