PCBの性能は基材で決まります。「とりあえずFR-4」で済む場合もあれば、高温環境や高周波用途では材料選定が製品の成否を左右します。この記事では、主要なPCB基材の特性と、用途に応じた選び方を解説します。PCB performance starts with the substrate. Sometimes FR-4 is all you need — but for high-temperature or high-frequency applications, material selection can make or break a product. This article explains the characteristics of major PCB substrates and how to choose the right one.La performance d'un PCB dépend du substrat. Parfois le FR-4 suffit, mais pour les applications haute température ou haute fréquence, le choix du matériau peut déterminer le succès du produit. Cet article explique les caractéristiques et le choix des substrats.Die PCB-Leistung beginnt beim Substrat. Manchmal reicht FR-4, aber bei Hochtemperatur- oder Hochfrequenzanwendungen kann die Materialwahl über Erfolg oder Misserfolg entscheiden. Dieser Artikel erklärt die Eigenschaften und Auswahl der wichtigsten Substrate.PCB的性能取决于基材。有时"先用FR-4"即可，但在高温环境或高频用途中，材料选型将左右产品的成败。本文解说主要PCB基材的特性与根据用途的选择方法。PCB的性能取決於基材。有時「先用FR-4」即可，但在高溫環境或高頻用途中，材料選型將左右產品的成敗。本文解說主要PCB基材的特性與根據用途的選擇方法。PCB의 성능은 기판 재료로 결정됩니다. "일단 FR-4"로 충분한 경우도 있지만, 고온 환경이나 고주파 용도에서는 재료 선정이 제품의 성패를 좌우합니다. 이 글은 주요 PCB 기판 재료의 특성과 용도에 따른 선택 방법을 설명합니다.
この記事では、FR-4・高Tg FR-4・ポリイミド・セラミック・高周波基材・メタル基板の6種類の基材について、特性・用途・コストを比較し、動作温度・周波数・放熱・柔軟性の4軸で基材を選定するフローを解説します。
This article compares six substrate types — FR-4, high-Tg FR-4, polyimide, ceramic, high-frequency, and metal-core — by properties, applications, and cost, and explains a four-axis selection flow based on operating temperature, frequency, thermal management, and flexibility.
Cet article compare six types de substrats — FR-4, FR-4 haut Tg, polyimide, céramique, haute fréquence et métallique — par propriétés, applications et coût, et explique un flux de sélection basé sur quatre critères.
Dieser Artikel vergleicht sechs Substrattypen — FR-4, Hoch-Tg FR-4, Polyimid, Keramik, Hochfrequenz und Metallkern — nach Eigenschaften, Anwendungen und Kosten und erklärt einen Auswahlprozess basierend auf vier Achsen.
本文对FR-4、高Tg FR-4、聚酰亚胺、陶瓷、高频基材、金属基板这6种基材，从特性、用途、成本进行比较，并解说以工作温度、频率、散热、柔性这4个维度进行基材选型的流程。
本文對FR-4、高Tg FR-4、聚醯亞胺、陶瓷、高頻基材、金屬基板這6種基材，從特性、用途、成本進行比較，並解說以工作溫度、頻率、散熱、柔性這4個維度進行基材選型的流程。
이 글은 FR-4, 고Tg FR-4, 폴리이미드, 세라믹, 고주파 기판, 메탈 기판의 6가지 기판 재료에 대해 특성·용도·비용을 비교하고, 동작 온도·주파수·방열·유연성의 4축으로 기판 재료를 선정하는 흐름을 설명합니다.
FR-4はガラスエポキシ積層板で、PCB基材の80%以上を占めるスタンダードです。Tg（ガラス転移温度）は一般的に130〜140℃で、民生用電子機器のほとんどに対応できます。
FR-4 is a glass-epoxy laminate and the standard substrate, accounting for over 80% of all PCBs. Its Tg (glass transition temperature) is typically 130–140°C, covering most consumer electronics applications.
Le FR-4 est un stratifié verre-époxy et le substrat standard, représentant plus de 80 % de tous les PCB. Son Tg est généralement de 130–140 °C, couvrant la plupart des applications électroniques grand public.
FR-4 ist ein Glasepoxid-Laminat und das Standardsubstrat, das über 80 % aller Leiterplatten ausmacht. Der Tg liegt typisch bei 130–140 °C und deckt die meisten Konsumelektronikanwendungen ab.
FR-4是玻璃环氧层压板，作为PCB基材的标准占据了80%以上的份额。Tg（玻璃化转变温度）一般为130〜140℃，可满足大多数民用电子设备的需求。
FR-4是玻璃環氧層壓板，作為PCB基材的標準佔據了80%以上的份額。Tg（玻璃化轉變溫度）一般為130〜140℃，可滿足大多數民用電子設備的需求。
FR-4는 유리 에폭시 적층판으로, PCB 기판 재료의 80% 이상을 차지하는 표준입니다. Tg(유리 전이 온도)는 일반적으로 130〜140℃로, 민생용 전자기기의 대부분에 대응할 수 있습니다.
FR-4を選ぶべき用途は、動作温度が100℃以下の民生用電子機器、コスト重視の量産品、高周波特性が求められない回路です。
FR-4 is the right choice for consumer electronics operating below 100°C, cost-sensitive mass-production products, and circuits that do not require high-frequency performance.
Le FR-4 convient aux produits électroniques grand public (< 100 °C), aux productions de masse sensibles aux coûts et aux circuits sans exigences haute fréquence.
FR-4 eignet sich für Konsumelektronik unter 100 °C, kostenorientierte Serienproduktion und Schaltungen ohne Hochfrequenzanforderungen.
应选择FR-4的用途包括：工作温度在100℃以下的民用电子设备、注重成本的量产品、不要求高频特性的电路。
應選擇FR-4的用途包括：工作溫度在100℃以下的民用電子設備、注重成本的量產品、不要求高頻特性的電路。
FR-4를 선택해야 할 용도는 동작 온도가 100℃ 이하인 민생용 전자기기, 비용 중시의 양산품, 고주파 특성이 요구되지 않는 회로입니다.
高Tg FR-4は、Tgを170℃以上に引き上げたFR-4の上位グレードです。鉛フリーはんだのリフロー温度（ピーク250℃前後）に耐えるために開発されました。
High-Tg FR-4 is an upgraded grade of FR-4 with a Tg of 170°C or higher. It was developed to withstand lead-free solder reflow temperatures (peak around 250°C).
Le FR-4 haut Tg est un grade supérieur avec un Tg de 170 °C ou plus, développé pour résister aux températures de refusion sans plomb (pic ~250 °C).
Hoch-Tg FR-4 ist eine verbesserte Güte mit einem Tg von 170 °C oder höher, entwickelt für bleifreie Löttemperaturen (Spitze ~250 °C).
高Tg FR-4是将Tg提升至170℃以上的FR-4升级版。它是为承受无铅焊料的回流温度（峰值约250℃）而开发的。
高Tg FR-4是將Tg提升至170℃以上的FR-4升級版。它是為承受無鉛焊料的回流溫度（峰值約250℃）而開發的。
고Tg FR-4는 Tg를 170℃ 이상으로 높인 FR-4의 상위 그레이드입니다. 무연 솔더의 리플로우 온도(피크 250℃ 전후)에 견디기 위해 개발되었습니다.
高Tg FR-4を選ぶべき用途は、鉛フリー実装を行うすべての基板（実質的に現在のほとんどの製品）、動作温度が100〜150℃の産業用・車載用機器、多層基板（層数が増えるほどリフロー時の熱ストレスが大きい）です。コストはFR-4より10〜20%程度高くなりますが、鉛フリー実装では事実上のスタンダードになっています。
High-Tg FR-4 is the right choice for all lead-free assembly boards (effectively most current products), industrial and automotive equipment operating at 100–150°C, and multilayer boards (more layers mean greater thermal stress during reflow). Cost is roughly 10–20% higher than standard FR-4, but it has become the de facto standard for lead-free assembly.
Le FR-4 haut Tg convient à toutes les cartes pour brasage sans plomb, les équipements industriels et automobiles (100–150 °C) et les cartes multicouches. Le coût est 10–20 % supérieur au FR-4 standard, mais c'est le standard de facto pour le sans plomb.
Hoch-Tg FR-4 eignet sich für alle bleifreien Bestückungen, Industrie- und Automobilgeräte (100–150 °C) und Multilayer-Platten. Die Kosten liegen 10–20 % über Standard-FR-4, aber es ist der De-facto-Standard für bleifreie Bestückung.
应选择高Tg FR-4的用途包括：所有进行无铅实装的基板（实际上是目前大多数产品）、工作温度100〜150℃的工业·车载设备、多层板（层数越多回流时热应力越大）。成本比FR-4高约10〜20%，但在无铅实装中已成为事实上的标准。
應選擇高Tg FR-4的用途包括：所有進行無鉛實裝的基板、工作溫度100〜150℃的工業·車載設備、多層板。成本比FR-4高約10〜20%，但在無鉛實裝中已成為事實上的標準。
고Tg FR-4를 선택해야 할 용도는 무연 실장을 하는 모든 기판(실질적으로 현재 대부분의 제품), 동작 온도 100〜150℃의 산업용·차재용 기기, 다층 기판(층수가 늘어날수록 리플로우 시 열 스트레스가 큼)입니다. 비용은 FR-4보다 10〜20% 정도 높지만, 무연 실장에서는 사실상의 표준이 되어 있습니다.
ポリイミドは、フレキシブル基板（FPC）の基材として最も広く使われている材料です。Tgは250℃以上と非常に高く、柔軟性に優れています。用途は、フレキシブル基板（折り曲げ・屈曲が必要な設計）、リジッドフレックス基板のフレキ部分、高温環境で使用される機器（エンジン周辺等）、宇宙・航空用途です。
Polyimide is the most widely used substrate for flexible PCBs (FPC). Its Tg exceeds 250°C and it offers excellent flexibility. Applications include flexible PCBs (designs requiring bending), flex sections of rigid-flex boards, equipment used in high-temperature environments (e.g., near engines), and aerospace applications.
Le polyimide est le substrat le plus utilisé pour les circuits flexibles (FPC). Son Tg dépasse 250 °C et il offre une excellente flexibilité. Applications : circuits flexibles, sections flex des cartes rigides-flex, environnements haute température et aérospatial.
Polyimid ist das am häufigsten verwendete Substrat für flexible Leiterplatten (FPC). Der Tg übersteigt 250 °C bei ausgezeichneter Flexibilität. Anwendungen: flexible Leiterplatten, Flex-Abschnitte von Starr-Flex-Platten, Hochtemperaturumgebungen und Luft-/Raumfahrt.
聚酰亚胺是柔性电路板（FPC）中使用最广泛的基材。Tg在250℃以上，柔韧性优异。用途包括：柔性电路板（需要弯折的设计）、刚挠结合板的柔性部分、高温环境使用的设备（发动机周边等）、航空航天用途。
聚醯亞胺是柔性電路板（FPC）中使用最廣泛的基材。Tg在250℃以上，柔韌性優異。用途包括：柔性電路板、剛撓結合板的柔性部分、高溫環境使用的設備、航空航天用途。
폴리이미드는 플렉시블 기판(FPC)의 기판 재료로 가장 널리 사용되는 소재입니다. Tg는 250℃ 이상으로 매우 높고, 유연성이 뛰어납니다. 용도는 플렉시블 기판(접힘·굴곡이 필요한 설계), 리지드플렉스 기판의 플렉스 부분, 고온 환경에서 사용되는 기기(엔진 주변 등), 우주·항공 용도입니다.
セラミック基板は、アルミナ（Al₂O₃）や窒化アルミニウム（AlN）を基材とした基板です。熱伝導率が高く、誘電特性が安定しており、極端な温度環境にも耐えます。用途は、LEDモジュール（放熱が重要）、高周波回路（ミリ波帯等）、パワー半導体モジュール、極端な温度環境（−55℃〜+300℃）で使用される機器です。
Ceramic substrates use alumina (Al₂O₃) or aluminum nitride (AlN) as the base material. They offer high thermal conductivity, stable dielectric properties, and resistance to extreme temperatures. Applications include LED modules (where heat dissipation is critical), high-frequency circuits (mmWave), power semiconductor modules, and equipment used in extreme temperatures (−55°C to +300°C).
Les substrats céramiques utilisent l'alumine (Al₂O₃) ou le nitrure d'aluminium (AlN). Ils offrent une conductivité thermique élevée, des propriétés diélectriques stables et résistent aux températures extrêmes. Applications : modules LED, circuits mmWave, modules de puissance et environnements extrêmes.
Keramiksubstrate verwenden Aluminiumoxid (Al₂O₃) oder Aluminiumnitrid (AlN). Sie bieten hohe Wärmeleitfähigkeit, stabile dielektrische Eigenschaften und Beständigkeit gegen extreme Temperaturen. Anwendungen: LED-Module, mmWave-Schaltungen, Leistungshalbleitermodule und extreme Umgebungen.
陶瓷基板以氧化铝（Al₂O₃）或氮化铝（AlN）为基材。热导率高，介电特性稳定，能承受极端温度环境。用途包括：LED模块（散热重要）、高频电路（毫米波段等）、功率半导体模块、极端温度环境（−55℃〜+300℃）下使用的设备。
陶瓷基板以氧化鋁（Al₂O₃）或氮化鋁（AlN）為基材。熱導率高，介電特性穩定，能承受極端溫度環境。用途包括：LED模組、高頻電路（毫米波段等）、功率半導體模組、極端溫度環境下使用的設備。
세라믹 기판은 알루미나(Al₂O₃)나 질화알루미늄(AlN)을 기판 재료로 한 기판입니다. 열전도율이 높고, 유전 특성이 안정되어 있으며, 극단적인 온도 환경에도 견딥니다. 용도는 LED 모듈(방열이 중요), 고주파 회로(밀리파대 등), 파워 반도체 모듈, 극한 온도 환경(−55℃〜+300℃)에서 사용되는 기기입니다.
高周波回路（GHz帯）では、FR-4の誘電特性が不十分になります。Rogers社の基材（RO4003C、RO4350B等）やテフロン系（PTFE）の基材が使われます。用途は、5G通信機器、レーダー、衛星通信、高速デジタル回路（10Gbps以上）です。低い誘電率（Dk）と低い誘電正接（Df）により、信号損失を最小化できます。
For high-frequency circuits (GHz range), FR-4's dielectric properties become insufficient. Rogers substrates (RO4003C, RO4350B, etc.) and PTFE-based materials are used instead. Applications include 5G communications equipment, radar, satellite communications, and high-speed digital circuits (10+ Gbps). Low dielectric constant (Dk) and low dissipation factor (Df) minimize signal loss.
Pour les circuits haute fréquence (GHz), les propriétés diélectriques du FR-4 deviennent insuffisantes. Les substrats Rogers (RO4003C, RO4350B) et PTFE sont utilisés. Applications : 5G, radar, communications par satellite et circuits numériques haute vitesse (10+ Gbps). Le faible Dk et Df minimisent les pertes de signal.
Für Hochfrequenzschaltungen (GHz-Bereich) reichen die dielektrischen Eigenschaften von FR-4 nicht aus. Rogers-Substrate (RO4003C, RO4350B) und PTFE-basierte Materialien kommen zum Einsatz. Anwendungen: 5G, Radar, Satellitenkommunikation und Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen (10+ Gbps). Niedriger Dk und Df minimieren Signalverluste.
在高频电路（GHz频段）中，FR-4的介电特性变得不足。使用Rogers公司的基材（RO4003C、RO4350B等）或PTFE基材。用途包括：5G通信设备、雷达、卫星通信、高速数字电路（10Gbps以上）。低介电常数（Dk）和低损耗角正切（Df）可最大限度减少信号损耗。
在高頻電路（GHz頻段）中，FR-4的介電特性變得不足。使用Rogers公司的基材（RO4003C、RO4350B等）或PTFE基材。用途包括：5G通信設備、雷達、衛星通信、高速數位電路（10Gbps以上）。
고주파 회로(GHz대)에서는 FR-4의 유전 특성이 불충분해집니다. Rogers사의 기판(RO4003C, RO4350B 등)이나 PTFE 기판이 사용됩니다. 용도는 5G 통신 기기, 레이더, 위성 통신, 고속 디지털 회로(10Gbps 이상)입니다. 낮은 유전율(Dk)과 낮은 유전 정접(Df)으로 신호 손실을 최소화할 수 있습니다.
金属をベースにした基板で、放熱性に優れています。LED照明やパワーエレクトロニクスで広く使われています。構造は、金属ベース（アルミまたは銅）＋絶縁層＋銅箔パターンの3層構造が一般的です。多層化は困難で、基本的に1〜2層の回路に限定されます。
Metal-core substrates offer excellent thermal dissipation and are widely used in LED lighting and power electronics. The typical structure is a metal base (aluminum or copper) + insulation layer + copper foil pattern. Multilayering is difficult, and these boards are generally limited to 1–2 circuit layers.
Les substrats métalliques offrent une excellente dissipation thermique et sont largement utilisés dans l'éclairage LED et l'électronique de puissance. Structure typique : base métallique + couche isolante + motif en cuivre. La multicouche est difficile, limité à 1–2 couches.
Metallkernsubstrate bieten hervorragende Wärmeableitung und werden in LED-Beleuchtung und Leistungselektronik eingesetzt. Typische Struktur: Metallbasis + Isolationsschicht + Kupferfolien-Muster. Mehrlagiger Aufbau ist schwierig, beschränkt auf 1–2 Lagen.
金属基板以金属为基底，散热性优异，广泛用于LED照明和功率电子。结构一般为金属基底（铝或铜）+绝缘层+铜箔图案的3层结构。难以多层化，基本限于1〜2层电路。
金屬基板以金屬為基底，散熱性優異，廣泛用於LED照明和功率電子。結構一般為金屬基底（鋁或銅）+絕緣層+銅箔圖案的3層結構。難以多層化，基本限於1〜2層電路。
금속을 베이스로 한 기판으로, 방열성이 뛰어납니다. LED 조명이나 파워 일렉트로닉스에 널리 사용됩니다. 구조는 금속 베이스(알루미늄 또는 구리)+절연층+동박 패턴의 3층 구조가 일반적입니다. 다층화는 어렵고 기본적으로 1〜2층의 회로에 한정됩니다.
基材選定は以下の順序で判断するのが効率的です。まず動作温度を確認します。100℃以下ならFR-4、100〜150℃なら高Tg FR-4、150℃以上ならポリイミドまたはセラミックです。次に周波数帯を確認します。1GHz以上なら高周波基材を検討してください。放熱が重要ならメタル基板またはセラミックです。柔軟性が必要ならポリイミドです。上記のいずれにも該当しなければ、FR-4で十分です。
An efficient substrate selection follows this order. First, check operating temperature: below 100°C → FR-4; 100–150°C → high-Tg FR-4; above 150°C → polyimide or ceramic. Next, check frequency: above 1 GHz → consider high-frequency substrates. If thermal management is critical → metal-core or ceramic. If flexibility is needed → polyimide. If none of the above apply, FR-4 is sufficient.
La sélection efficace suit cet ordre. D'abord la température : < 100 °C → FR-4 ; 100–150 °C → FR-4 haut Tg ; > 150 °C → polyimide ou céramique. Puis la fréquence : > 1 GHz → substrats haute fréquence. Dissipation critique → métallique ou céramique. Flexibilité → polyimide. Sinon, FR-4 suffit.
Effiziente Substratauswahl folgt dieser Reihenfolge. Zuerst Betriebstemperatur: < 100 °C → FR-4; 100–150 °C → Hoch-Tg FR-4; > 150 °C → Polyimid oder Keramik. Dann Frequenz: > 1 GHz → Hochfrequenzsubstrate prüfen. Wärmemanagement kritisch → Metallkern oder Keramik. Flexibilität nötig → Polyimid. Sonst reicht FR-4.
基材选型按以下顺序判断效率最高。首先确认工作温度：100℃以下选FR-4，100〜150℃选高Tg FR-4，150℃以上选聚酰亚胺或陶瓷。其次确认频率：1GHz以上则考虑高频基材。散热重要则选金属基板或陶瓷。需要柔性则选聚酰亚胺。以上均不适用时，FR-4即可。
基材選型按以下順序判斷效率最高。首先確認工作溫度：100℃以下選FR-4，100〜150℃選高Tg FR-4，150℃以上選聚醯亞胺或陶瓷。其次確認頻率：1GHz以上則考慮高頻基材。散熱重要則選金屬基板或陶瓷。需要柔性則選聚醯亞胺。以上均不適用時，FR-4即可。
기판 재료 선정은 다음 순서로 판단하는 것이 효율적입니다. 먼저 동작 온도를 확인합니다. 100℃ 이하라면 FR-4, 100〜150℃라면 고Tg FR-4, 150℃ 이상이라면 폴리이미드 또는 세라믹입니다. 다음으로 주파수대를 확인합니다. 1GHz 이상이라면 고주파 기판을 검토하세요. 방열이 중요하면 메탈 기판 또는 세라믹입니다. 유연성이 필요하면 폴리이미드입니다. 위 어느 것에도 해당하지 않으면 FR-4로 충분합니다.
PCB基材は、動作温度、周波数、放熱要件、柔軟性の4つの軸で選定します。FR-4で済む用途にポリイミドを使えば無駄にコストが上がり、FR-4では対応できない高温用途に使えば品質問題が発生します。用途に合った基材を正しく選ぶことが、品質とコストの最適化の出発点です。
PCB substrates are selected across four axes: operating temperature, frequency, thermal management, and flexibility. Using polyimide where FR-4 would suffice wastes money; using FR-4 where it cannot handle high temperatures creates quality problems. Choosing the right substrate for the application is the starting point for optimizing quality and cost.
Les substrats PCB se sélectionnent selon quatre axes : température, fréquence, dissipation thermique et flexibilité. Utiliser du polyimide là où le FR-4 suffit gaspille de l'argent ; utiliser du FR-4 pour la haute température crée des problèmes de qualité. Choisir le bon substrat est le point de départ de l'optimisation qualité-coût.
PCB-Substrate werden nach vier Achsen ausgewählt: Betriebstemperatur, Frequenz, Wärmemanagement und Flexibilität. Polyimid wo FR-4 reicht verschwendet Geld; FR-4 für Hochtemperatur verursacht Qualitätsprobleme. Das richtige Substrat zu wählen ist der Ausgangspunkt für Qualitäts- und Kostenoptimierung.
PCB基材从工作温度、频率、散热需求、柔性4个维度进行选型。在FR-4即可满足的用途使用聚酰亚胺会徒增成本，在FR-4无法应对的高温用途使用FR-4则会产生品质问题。根据用途正确选择基材，是品质与成本优化的出发点。
PCB基材從工作溫度、頻率、散熱需求、柔性4個維度進行選型。在FR-4即可滿足的用途使用聚醯亞胺會徒增成本，在FR-4無法應對的高溫用途使用FR-4則會產生品質問題。根據用途正確選擇基材，是品質與成本優化的出發點。
PCB 기판 재료는 동작 온도, 주파수, 방열 요건, 유연성의 4가지 축으로 선정합니다. FR-4로 충분한 용도에 폴리이미드를 사용하면 불필요하게 비용이 올라가고, FR-4로 대응할 수 없는 고온 용도에 사용하면 품질 문제가 발생합니다. 용도에 맞는 기판 재료를 올바르게 선택하는 것이 품질과 비용 최적화의 출발점입니다.
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