温度に対する驚くべき耐性を持つ優れた化学物質がいくつかあります。 代表的な物質はポリアミドやポリイミドです。 これらは基本的に熱可塑性エラストマーであり、一部の技術分野にとって重要です。
これら 2 つの主な違いの 1 つは、化学的特性にあります。 それらの構造は似ていません。 これら 2 つのポリマーの化学基は異なるため、互いに区別されます。
これら 2 つの物質には、電気的特性、物理的特性、優れた熱安定性など、いくつかの共通の特性があります。
ポリアミドとは何ですか?
ポリアミドは一般的なエラストマーです。 化学構造中にアミド基と呼ばれる特殊な化学基を持っています。 ポリアミドの好例の 1 つはナイロンです。 これは、さまざまな分野で重要な用途を持つ古代のポリマーです。
これらの物質には、主要な用途に役立つ優れた特性がいくつかあります。 これらは：
- より高い温度制御
- 熱老化能力
- 耐溶剤性
- 優れた弾性率/衝撃能力
- 摩擦係数が小さい
- より高い耐摩耗性
ポリイミドとは何ですか?
ポリイミドは別の種類のポリマーです。 これらは化学基の点でポリアミドとは異なります。 ポリイミドの化学基はイミド基です。 ポリイミドにはさらに 2 つのカテゴリがあります。
これらには、開いたチェーンと閉じたチェーンがあります。 高温に長時間さらすことはできません。
ポリイミドには、知っておくべきいくつかの顕著な化学的特性があります。 これらには次のものが含まれます。
- 良好な熱安定性
- 電気コンダクタンス
- 耐摩耗性と耐溶剤性
前述の特性により、ポリイミドには次のようなさまざまな重要な用途があります。
- 絶縁用フィルム
- ラミネート
- 強力接着剤
- 成形品
- 堅牢なモジュラスねじ山
- 極度の高温に対応する複合材料
ポリアミドおよびポリイミドのPCB材料
ポリイミドはイミドモノマーの化学誘導体です。 ポリイミドには人工のものと天然のものがあります。 それは主に、ポリイミドを使用したい製品の種類によって異なります。 ポリアミドの簡単な例としては、シルクやウールがあります。
しかし、PCB の製造に関しては、あらゆる点で人工ポリアミドが効率的です。 イミドの化学構造を組み合わせることで人工ポリアミドを開発できます。 ビスマレイミドと無水マレイン酸は人工ポリアミドの製造に重要であることに留意してください。
このプロセスで使用する添加剤によって、最終製品としてのポリアミドの種類が決まります。
ここでは、人工ポリアミドの良い例をいくつか紹介します。
· 純粋なポリイミド: 純粋なポリイミドは基本的に第 2 世代のポリイミドです。 他のポリマーとは異なり、これらを臭素化する必要はありません。 第 2 世代のポリイミドを製造する方が、はるかに時間を節約できます。 このため、これらは熱安定化と温度制御にとって重要です。
· 第 3 世代ポリイミド: これらのポリイミドはすべて、可燃性を防ぐことができる物質です。 一部の電子機器にとっては、電気的不具合や短絡によって発火する可能性があるため、これは重要です。 ただし、これらは熱安定性に関してはあまり影響を与えません。 温度が低いため、迅速な生産が可能です。
· 充填ポリイミド: 充填ポリイミドにはフィラーが付属しています。 耐熱性に優れ、柔軟性も優れています。 フィラーの目的は、樹脂へのダメージを最小限に抑えることです。 穴あけの際の亀裂を防ぎます。時間内に処理しないとさらなる問題につながる可能性があります。
· 低流動ポリイミド: これらのポリイミドには、必要に応じて柔軟性に対抗するために重要なさまざまな種類の樹脂が含まれています。
ポリアミドとポリイミドはいつ使用する必要がありますか?
ポリイミドは長年にわたって市場の需要を高めてきました。 ポリイミドを含む製品は、その耐久性と柔軟性により有用です。 しかし、世界中の多くの PCB 製造業者にとってポリイミドを有利にする要因は他にもあります。
特定のポリイミドを選択する際には、時間、お金、エネルギーを節約できるように、PCB の特性を決定する必要があります。
この点に関して役立ついくつかの要素を以下に示します。
· 優れた柔軟性: リジッド PCB とフレキシブル PCB の柔軟性を向上させるという点では、ポリイミドに匹敵するものはありません。 ポリイミドはもともと優れた柔軟性を備えているため、この追求に失敗することはありません。
· 優れた引張強度: これらのポリマーは反りを大幅に抑制します。 デバイスに高度な耐久性が必要な場合は、ポリイミドを使用してあらゆる面での堅牢性と強度を確保してください。
· 非常に熱的に安定: ポリイミドは、高温にさらされたときに優れた安定性を示します。 また、熱伝導性にも優れているため、プリント基板製造時のダメージ軽減にも役立ちます。
· 耐薬品性: ポリイミドは安定した化学ポリマーです。 つまり、腐食性や不安定な物質と安心して組み合わせても大丈夫ということです。
· 高い耐久性: 高温や不安定な化学薬品に耐えられるのはポリイミドだけではありません。 これらはストレス下でも自然に機能します。 外部環境が変化しても、その形状が大きく変化することはありません。 このため、これらはさまざまなドメインで極端な機能を実行するデバイスにとって重要です。
ポリアミド材料の用途
すべての種類のポリイミドには、さまざまな業界で重要な使用例があります。 ポリイミドは自動車、衣類、家電製品などに使用されています。 しかし、これらの優れたポリマーの主な用途の 1 つは PCB です。 ポリイミドは、リジッドおよびフレキシブル PCB に優れた特性を伝えます。
以下に、知っておくべきポリイミドの重要な用途をいくつか示します。
· コンピュータ エレクトロニクス: PC やデスクトップなどのコンピューティング デバイスは、さまざまなタスクを実行するために柔軟性と堅牢性を備えている必要があります。 このような特性は、これらのデバイスがストレスの多い条件下で高品質のパフォーマンスを発揮するのに役立ちます。 ただし、これらのデバイスが過熱する場合があります。 この場合、ポリイミド PCB はこれらのデバイスの冷却に役立ちます。 これらは、熱による損傷を防ぐために重要です。
· 自動車エレクトロニクス: 最新の自動車エレクトロニクスは、常に耐久性と耐久性に優れた電子部品に依存しています。 これらのコンポーネントには、振動を大幅に吸収するポリイミド PCB が含まれています。 それだけでなく、これらはデバイスから発生する熱からこれらの部品を冷却するためにも重要です。
· 家庭用電子機器: スマート デバイスなどの家庭用電子機器には、その優れた特性によりリジッド PCB とフレキシブル PCB が含まれています。 これらの PCB は、家庭用電化製品がストレスによる損傷を受けるのを防ぐために重要です。
· 医療産業用エレクトロニクス: ほぼすべての種類のエレクトロニクスは、寿命を延ばすために柔軟性が必要です。 さまざまな分野の補綴物、画像技術、インプラントに役立ちます。
· 軍事および航空宇宙電子機器: 航空宇宙および軍事機器もすべてポリイミド PCB に依存しています。 そのような PCB は耐久性があるだけでなく、長期的には正確に機能するためです。 不可欠なギアを保護するという点で、軍事や航空宇宙などのストレスの多い分野で選択するのに最適なオプションです。
Fr4 PCB 材料とは何ですか?
FR4 は、特定のプリント基板に使用される代表的な基板です。 ただし、これは PCB の開発に使用される適切な材料のグレードにすぎません。 PCB が FR4 である場合、それは難燃性であることを意味します。 現在、この材料はグラスファイバーの開発にとって重要です。
ガラスを溶かして繊維糸からなる長いストランドを作るために重要です。 個々の繊維糸の接着性を高める必要があり、そのためには適切な樹脂でそれらを覆う必要があります。
この後、PCB の製造を開始する前に、基板を銅箔でラミネートすることが重要です。
FR4 基材の種類が異なれば特性も異なります。 この理由により、これらの特性により、さまざまな FR4 基板タイプが生じます。 これらは：
· 標準: 標準 FR4 は、他のガラス繊維よりも多くの臭素を含む特殊なガラス繊維の製造に役立ちます。 このファイバーグラスが電気炎に対抗するのを助け、材料の品質を維持します。
· 高いガラス転移温度: ファイバーグラスが安定性を失う温度は、高いガラス転移温度です。 通常、FR4 PCB の転移温度は低くなります。 ただし、ガラス転移温度が高い PCB は安定性に優れています。 それは最終的には熱抵抗の向上にもつながります。
· ハロゲンフリー: ハロゲンフリー FR4 PCB には、生命を脅かす問題を引き起こす可能性のある臭素が含まれていません。 臭素が電気炎に対する耐性に優れていることは疑いの余地がありません。 ただし、ハロゲンフリー PCB は、人間の作業者やユーザーを含むデバイスにとって重要であり、それらの保護を確実にします。
FR4 PCB 材料はいつ使用する必要がありますか?
FR4 には、さまざまなドメインにわたる広大なアプリケーションがあります。 すべての種類のアプリケーションやデバイスに FR4 を使用できるという意味ではありません。 さまざまなデバイスに適切な FR4 を使用する場合は、考慮すべき要素がいくつかあります。
以下は、適切な決定を下すのに役立つ要素のリストです。
· 強度対重量比: 耐久性の高いデバイスには、強度対重量比が優れているため、FR4 PCB が必要です。 それはFR4の強度向上に貢献する多くの部品が一体化されているからです。
· 多用途性: FR4 はさまざまな性質の PCB に使用できます。 これらは片面または両面を持つことができ、複数のレイヤーが含まれる場合もあります。
· 耐薬品性: FR4 は腐食性および非腐食性の化学薬品に対して優れた耐性を備えています。 吸水性をゼロにしたい場合にも使用すると便利です。
· 寸法安定性: FR4 PCB の寸法安定性において匹敵するものはありません。 最悪のストレス条件下でも形状を維持できます。
· 優れた電気絶縁体: さて、この基板は電気絶縁性にも優れています。 さまざまな用途では FR4 のみが提供するこの程度の絶縁が必要となるため、これは重要です。
Fr4の応用
FR4 の特性により、FR4 はさまざまな技術的な使用例にとって重要になります。 以下に、さまざまな業界における FR4 の複雑なアプリケーションをいくつか示します。
· DC ボード アプリケーション: FR4 なしでは DC デバイスは動作しません。 それはアクセスしやすさと手頃な価格のためです。
· 低周波アプリケーション: FR4 PCB は、低周波で動作するデバイスに便利です。 FR4 は手頃な価格であり、他の基板よりもはるかに優れた性能を発揮するためです。
· デジタル アプリケーション: FR4 はデジタル デバイスでも役立ちます。 これらのデバイスには、家庭用電化製品やその他のデジタル ディスプレイが含まれます。 ただし、高周波デバイスに FR4 を使用することはまったくお勧めできません。
Fr4 ではなくポリアミドやポリイミドを選択する理由
多くのメーカーは、ポリイミド ボードの代わりに FR4 PCB を使用しています。 FR4にはポリイミド基板よりもはるかに大きな利点があるからです。 これらはコスト効率が高く、入手しやすいものでもあります。 ただし、これら 2 つの素材の弱点を明確に理解するには、これら 2 つの素材を比較することをお勧めします。
さまざまな用途に役立つポリイミドの特性を以下に示します。
· 柔軟性: ポリイミド PCB は FR4 よりもはるかに柔軟性があります。 このため、これらは、機能に高度な柔軟性を必要とするデバイスにとって有益です。
· 優れた耐熱性: FR4 PCB は、デバイスが非常に高温な環境で動作する場合に検討するのは良い選択肢ではありません。 FR4基板は耐熱性があるためです。 熱がさらに放散されることはありません。 代わりに、ポリイミド PCB を使用してシステムを熱による損傷から守ります。
· 耐薬品性: ポリアミドは、耐薬品性の点で FR4 よりも信頼性が高く、特に航空宇宙や防衛などの技術装備に燃料や炭化水素が含まれる分野で当てはまります。 ポリイミドは化学物質との反応を防ぎ、摩耗の可能性を防ぐため有用です。
· 耐久性: FR4 は剛性が高すぎるため、高振動や高温にさらすことができない敏感なデバイスを効率的に動作させることができません。 この場合、ポリイミド PCB はデバイスに優れた耐久性と堅牢性を提供します。
· 統合の問題を解決: ポリイミド PCB は、各コンポーネントに適切に適合するのに十分な力を与えます。 FR4 ボードは、必要に応じてコンポーネントの事後統合に反対するため、この点では推奨できません。
ポリイミド PCBS は手頃な価格ではありませんが、FR4 基板よりも多くの利点があります。 この投稿では、詳細な比較を通じて両方のタイプの PCB について学びました。 将来の複雑化を避けるために、使用している PCB のタイプがニーズに適合していることを常に確認してください。
