什么是Tg值？

非晶態(tài)高分子材料的三種力學(xué)狀態(tài)

玻璃態(tài)（Glassy State）：指組成原子不存在結(jié)構(gòu)上的長(zhǎng)程有序或平移對(duì)稱性的一種無定型固體狀態(tài)。通俗說就是保持類玻璃特性的固體狀態(tài)。

高彈態(tài)（Rubbery State）：指鏈段運(yùn)動(dòng)但整個(gè)分子鏈不產(chǎn)生移動(dòng)。通俗說就是受力會(huì)變形，但撤掉力后可以完全恢復(fù)的固體狀態(tài)。

粘流態(tài)（Viscous Flow）：指在較高溫度，較大外力長(zhǎng)時(shí)間的作用下所處的力學(xué)狀態(tài)。通俗說就是變成了可以流動(dòng)的液體狀態(tài)。

Tg就是高分子材料從玻璃態(tài)往高彈態(tài)過渡的起始溫度點(diǎn)，Tg值越高，材料耐溫變形性能力越強(qiáng)。

如何選擇PCB板材的Tg值？

業(yè)界長(zhǎng)期以來以Tg值來劃分FR-4板材的等級(jí)，通常認(rèn)為Tg值越高，板材的可靠性越高。

標(biāo)準(zhǔn)FR4 Tg在130–140°C之間，中位Tg為150°C，高Tg大于170°C。一般來講消費(fèi)類電子產(chǎn)品的主板通常使用Tg135的板材，CPU主板，DDR內(nèi)存基板，IC封裝用基板等生產(chǎn)過程需要經(jīng)過多次高溫加工，工作環(huán)境溫度較高的會(huì)使用Tg180的板材。

確定PCB板材的Tg值需要考慮以下因素：

是否使用無鉛焊接工藝

有鉛焊接工藝的溫度范圍為210~245℃，無鉛焊接工藝溫度范圍通常為220~260℃。

FR4板材有一個(gè)Td值（熱分解溫度），通常定義為失去原質(zhì)量5%時(shí)對(duì)應(yīng)的分解溫度點(diǎn)，當(dāng)板材被加熱到這個(gè)溫度的時(shí)候，樹脂內(nèi)的化學(xué)鍵開始斷裂并伴隨有揮發(fā)成分溢出，PCB基材里的樹脂變少。

以建滔的板材為例，常規(guī)FR4 板材 KB-6160  Tg值為135℃，5%質(zhì)量損失Td值為305℃，F(xiàn)R4無鉛板材 KB-6168LE Tg值為 185℃，5%質(zhì)量損失Td值為359℃。

如果使用常規(guī)Tg135的板材KB-6160，在無鉛加工環(huán)境下最高溫度會(huì)達(dá)到260℃，雖然沒達(dá)到5%質(zhì)量損失Td值305℃，但是已經(jīng)開始損失1.5~3%的樹脂質(zhì)量，會(huì)直接影響到PCB的各種電特性。同時(shí)還有可能導(dǎo)致焊接過程中出現(xiàn)分層和空洞等現(xiàn)象。

PCB上芯片的封裝密度

當(dāng)PCB上芯片有大尺寸的BGA封裝時(shí)，一般選用高Tg的FR4板材。尤其時(shí)考慮到板子需要SMT二次加工或者多次返修的情況。

在芯片的價(jià)值比較高的情況下，高Tg的板材的熱穩(wěn)定性能夠減少溫度變化導(dǎo)致的PCB的走線和焊盤的連接出現(xiàn)裂紋，焊盤變形等情況發(fā)生，從而提高PCBA的生產(chǎn)良率。

同時(shí)高Tg的板材在PCB生產(chǎn)加工時(shí)的可靠性高，當(dāng)PCB的孔間距低于12mil時(shí)，使用高tg的板材的板材能夠有效減少過孔加工的時(shí)候形成的燈芯效應(yīng)，提高PCB的生產(chǎn)良率。

PCB的工作環(huán)境溫度

如果電路板將在高溫環(huán)境下工作，應(yīng)選擇具有較高Tg值的板材，以確保其穩(wěn)定性和可靠性。以汽車電子為例，由于汽車對(duì)于不同溫度環(huán)境下，電子設(shè)備工作的可靠性要求比較高，因此汽車電子的PCB通常需要選擇Tg值較高的PCB板材。

總的來說，選用高Tg值的板材，板材成本和加工成本都會(huì)上升，因此在選擇時(shí)需要在性能和成本之間做出權(quán)衡。根據(jù)產(chǎn)品具體的工作環(huán)境和性能要求來選擇合適的Tg值，以實(shí)現(xiàn)性能和成本的最佳平衡。

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