基礎を超えて:PTFE PCBの役割
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ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)PCBは、高度な電子アプリケーションにおいて不可欠な存在です。さまざまなPCB材料の中でも、テフロン(Teflon)はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)のブランド名として広く知られています。
テフロンPCBは、高周波特性と耐熱性に優れていることで知られており、これらはすべて卓越した誘電特性によって実現されています。RF PCB設計では、誘電損失が非常に低く、幅広い誘電率(Dk)を選択できるPTFE系材料がよく使用されます。

主な特長:
- 低誘電率:信号損失を最小限に抑えた高速信号伝送を実現
- 高い熱安定性:温度変動のある環境に最適
- 耐薬品性:過酷・腐食性環境に対応
- 高耐久性:要求の厳しい用途でも長期にわたり安定した性能を発揮
20世紀中頃の軍事技術での利用から、現在の先端通信システムに至るまで、テフロンPCBは電子機器の設計・開発の在り方を大きく変えてきました。本記事では、テフロンPCBの材料、重要性、用途、仕様、そして業界にもたらす利点について詳しく解説します。先端PCBについてさらに知りたい方は、多層PCB設計に関する最新記事もぜひご覧ください。
PTFE/テフロンPCBとは?
PTFEは、テフロンというブランド名で広く認知されている合成フッ素樹脂です。その非反応性、低誘電率、優れた耐熱性により、特殊用途PCBに最適な材料とされています。
PTFE PCBは、5GHz以上の周波数で信号を伝送する用途向けに設計されており、マイクロ波・RF用途に最適です。吸湿率が非常に低いため、高い信頼性と安定した性能が求められる環境に適しています。
一方で、PTFEは標準的なFR-4材料と比べ、PCB製造時に特別な配慮が必要です。以下は、PTFE系材料に特有の点です。

- 柔らかさ:PTFEは柔らかく、ルーティングや穴あけ工程で傷や裂けが生じやすい
- 非粘着性表面:銅めっきが困難なため、スルーホールやスロット形成には特殊処理が必要
- 高コスト:加工難易度の高さにより製造コストが上昇
PTFEと従来PCB材料の比較
1)電気特性
- テフロンPCB:低誘電率(Dk)、低誘電正接(Df)により、高周波用途で信号遅延と損失を最小化
- FR-4 PCB:Dk・Dfが高く、高周波・高速用途では信号損失が増加
2)熱特性
- テフロンPCB:最大約260℃まで耐えられる高い熱安定性
- FR-4 PCB:一般的に約140℃までで、耐熱性は限定的
3)吸湿性
- テフロンPCB:吸湿率が非常に低く、反りや膨張を抑制
- FR-4 PCB:高湿度環境では吸湿による変形や特性変化が生じやすい
テフロンPCBを使用すべき場面
テフロンPCBには多くの利点がありますが、すべての用途に最適というわけではありません。検討時の主なポイントは以下の通りです。

- 加工の複雑さ:柔軟性が高いため、専用設備が必要
- コスト:FR-4より材料・製造コストが高い
- 寸法安定性:製造時の変形防止に注意が必要
テフロンPCBの特性
- 極低温耐性:-196℃でも靭性と約5%の伸びを維持
- 優れた耐薬品性:化学薬品・油・腐食環境下でも特性が変化しない
- 耐候性:高湿度を含む過酷な環境でも安定動作
- 低エネルギー損失:レーダーやRF機器など高精度用途に最適
- 非反応性:炭素-フッ素結合により非粘着・非反応
- 優れた電気特性:低誘電損失、安定した誘電率、高抵抗、耐電圧
テフロンPCB製造で知っておくべきこと
1)表面処理・洗浄
PTFE積層板(セラミックやガラス繊維で補強されることが多い)を丁寧に洗浄し、銅の密着を妨げる不純物を除去します。

2)銅張り
真空プレスを用いて、圧力と熱で銅箔をPTFE基材にラミネートします。高いZ軸CTEを考慮した最適な圧力管理が重要です。

3)フォトエッチング
フォトレジスト塗布後、UV露光・現像・エッチングにより回路を形成します。

4)ソルダーマスク塗布
エッチング後12時間以内に実施し、事前にベーキングで水分を除去します。

5)穴あけ・電解めっき
高精度ドリルと銅めっきにより、層間接続を形成します。

6)品質管理・検査
電気検査、外観検査を実施し、保管時は常温・遮光環境を推奨します。

PTFE PCBの主な用途
- 航空宇宙:衛星・航空機通信の高信頼化
- 通信:5GインフラやRFシステム
- 医療機器:高精度診断装置
- 自動車:ADASやレーダー技術
まとめ
RF電子機器向けPCBにおいて、PTFE(テフロン)は最重要材料の一つです。低誘電率・低損失により、高周波用途で優れた信号品質を実現します。低吸湿性、耐薬品性、高い熱安定性により、通信・航空宇宙・産業分野で不可欠な存在となっています。
高周波性能と環境耐性が最優先される場合、テフロンPCBは最適な選択肢と言えるでしょう。
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