一分钟了解PCB Tg值代表什么

一分钟了解PCB Tg值代表什么

Tg值（玻璃化转变温度）是电子工程师和PCB设计师在选择基材时的重要参数。本文将详细介绍Tg值的定义、作用及其在电子设计中的关键性，帮助读者更好地理解这一重要参数。

Tg值的定义与作用

Tg值（玻璃化转变温度）是电子工程师和PCB设计师选择基材时的决定性参数。在这一温度下，树脂会从坚硬的刚性状态转变为柔软的弹性状态，导致Z轴膨胀（CTEz）显著增加。这种膨胀可能会导致通孔出现裂缝，并使通孔管中的内部导电轨道撕裂。此外，还可能发生分层，导致压模层压板部分分离，最终导致电子组件或设备故障。

FR-4材料的典型Tg值分为三个等级：

• 标准Tg：130°C
• 中等Tg：150°C
• 高Tg：170°C

为什么关注Tg值？

必须仔细选择所用FR4材料的Tg值，以确保工作温度（例如环境温度或IC附近的温度）始终保持在此阈值以下，并有一定的公差。通常，Tg值应比设备的最高工作温度高出约20至30°C。

例如：

• 如果模块的最高温度设定为85°C，加上额外的30°C公差，意味着基材的Tg值应至少为115°C。
• 对于最高工作温度高达125°C的组件，加上30°C公差，意味着Tg值必须≥155°C。在这种情况下，需要170°C的高Tg材料。

成本与性能的权衡

电子元件组装时的焊接过程对PCB施加了较高的热负荷。此处，Tg值只是一个有限的选择标准。较高的Tg值并不一定意味着加工过程中的耐高温性更高。它意味着PCB在焊接过程中受损的概率降低。然而，较高的Tg值意味着更高的材料成本和更复杂的制造工艺。

开发人员还需要牢记另外一点：用于提高Tg值的措施通常与铜粘附强度的降低相伴而生，这意味着材料更脆；因此PCB制造商的生产流程更加复杂。为了最大限度地降低热机械缺陷的风险（例如PCB组装过程中的分层），必须考虑其他参数，最重要的是分层温度Td。

总结要点

• Tg值是选择FR4基材的决定性参数。
• 指导原则是最终设备的持续工作温度。Tg值应比最高工作温度高出20至30°C。
• 较高的Tg值在热稳定性和可靠性方面具有优势，但会使PCB更加昂贵。