创建PCB项目时，首要步骤之一是定义PCB叠层结构。为此，您需要确定使用哪种PCB材料。如果您尚未确定PCB材料，则无法定义介电常数，而介电常数对于阻抗控制线路至关重要。
此外，您还需要考虑成本、机械/电气性能、耐用性、热特性等等。正因如此，您需要一家值得信赖的PCB制造商来帮助您做出决定。UET PCB（https://uetpcb.com/components-sourcing/）可以帮助您选择所有PCB材料和满足元件需求。
2026 年新型与旧型 PCB 材料技术对比
随着技术创新，材料选择也随之增加。本部分将探讨以下时代出现的各种不同材料。
FR4
过去，FR4是最普遍的PCB材料。FR4于1968年问世，至今一直是PCB制造的通用标准。如今，大约70%到80%的电子产品PCB都使用FR4材料。
FR4属性：
- 低成本化
- 机械强度高
- 介电常数稳定
- 良好的电气绝缘
- 良好的耐热性
- 良好的耐化学性
- 易于制造
然而，FR4材料存在机械和热性能方面的局限性。这种材料结构刚性，玻璃化转变温度（Tg）为130℃至180℃，分解温度（Td）为300℃至340℃。鉴于这些特性，FR4不适用于高温和恶劣环境。此外，FR4的介电常数（Dk，4.2-4.8）和损耗角正切（Df，0.015-0.025）的变异性较大，这会导致信号在高频率下衰减。因此，目前PCB常用的其他材料包括聚酰亚胺、罗杰斯（Rogers）、聚四氟乙烯（PTFE）等。
聚酰亚胺
大约在20世纪60年代后期，聚酰亚胺薄膜被开发出来，用于柔性电子和航空航天领域。聚酰亚胺能够承受弯曲和折弯，同时保持耐高温和耐恶劣环境的特性。虽然这种PCB材料的生产成本可能高于FR-4，但它具有许多显著的优势。聚酰亚胺被广泛应用于智能手机、可穿戴设备、平板电脑和笔记本电脑等产品中，用作柔性或刚柔结合PCB。
聚酰亚胺的特性：
- 耐极端高温
- 非常灵活
- 高拉伸强度
- 耐振动
- 温度和频率范围内的电稳定性
- 超薄轻量
- 高绝缘电阻
罗杰斯
20世纪80年代，射频和微波时代开启。随着频率要求的提高，印刷电路板（PCB）在电气、热学和机械特性方面也需要具备更高的稳定性。因此，低损耗的FR4、PTFE和Rogers材料应运而生。这些材料在各自的射频范围内都具有优势，并拥有更优异的热学、机械性能和可加工性。正因如此，在4G、5G和物联网通信设备中，我们经常能看到Rogers PCB的应用。
Roger材料的特性示例包括介电常数Dk、损耗因子Df和铜表面粗糙度Rz/Ra。例如，基于Rogers的材料具有以下特性：
罗杰斯地产：
- 低介电常数 (Dk/εr) 意味着它可以容纳更快的信号，具体取决于材料等级（例如，RO4000 – 500 MHz – 20 GHz，RO3000 – 30 GHz，RT/duroid – 40 – 100 GHz）。
- 低正切值（(Df/tan δ)）意味着在高频段信号损失低。
- 高导热系数和低热膨胀系数（CTE）意味着它可以更好地散热，并且随着温度升高而膨胀较少。
- 低吸湿性意味着即使在潮湿的环境中也能表现良好。
- 在一定压力下仍能保持其尺寸和形状
PCB材料成本核算
现在您已经了解了几种PCB材料技术的区别，应该能够准确地进行PCB制造成本估算。请在下方查找使用特定PCB材料在成本方面的优缺点。
FR4 的优点/缺点
就性价比而言，FR4 材料是最佳选择。FR4 几乎适用于所有频率低于 1 GHz 的通用电子设备。然而，由于 FR4 在高频下的介电常数 (Dk) 变化较大，因此无法控制温度变化引起的性能漂移。这一特性对于阻抗控制线路至关重要。此外，较高的损耗角正切 (Df) 会导致高频信号衰减。如果将 FR4 用于微波或毫米波等高频应用，天线效率必然会降低。
聚酰亚胺的优点/缺点
如果您的项目需要弯曲且对热性能或机械性能有较高要求，聚酰亚胺是理想之选。需要注意的是，与FR4类似，聚酰亚胺的损耗角正切(Δf)较高(0.0004 – 0.009)且介电常数(Δk)可变。因此，聚酰亚胺很少用于高频微波/毫米波应用。
然而，聚酰亚胺在严苛环境（例如航空航天、石油天然气和军事领域）中表现出色，绝对物有所值。此外，如果您从事智能手机、可穿戴设备和密封式不可维修电子产品的制造，聚酰亚胺也是不错的选择。
罗杰斯优势/劣势
Rogers材料的最佳应用场景是高频微波/毫米波PCB设计。Rogers材料在介电常数（Dk）和频率响应（Df）方面具有显著优势。此外，某些Rogers材料的易制造性可媲美FR4 PCB。这一特性使其优于另一种高频材料PTFE（聚四氟乙烯），PTFE是一种基于特氟龙的层压材料。PTFE的制造难度较高，需要额外的加工工艺。PTFE需要特殊的刀具、额外的电镀粘合剂以及特殊的多层层压工艺。因此，Rogers材料是PTFE的一种更经济的选择。
Rogers材料的应用涵盖4G、5G和物联网设计。5G技术可进一步扩展至毫米波频段（30 GHz至300 GHz）。在这些PCB设计中，FR4或聚酰亚胺材料无法使用。因此，凭借其卓越的射频性能和可制造性，Rogers材料已成为现代通信系统的首选。
结语
FR4、聚酰亚胺和罗杰斯（Rogers）是目前最常用的PCB材料。您应该了解哪种材料最适合您的PCB设计。此外，您在选择材料时应始终考虑成本、具体应用以及制造的便捷性。因此，请选择一家在该领域拥有丰富专业知识和经验的PCB制造商，例如UET PCB。UET PCB是值得信赖的合作伙伴，在电子行业拥有超过15年的经验。