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。本文将讨论电子组装工艺中Tg值的相关考虑因素，并提供选择合适Tg值的经验法则。

Tg值在电子设计中的作用

FR-4的Tg值是工程师和PCB设计师的关键选择标准。当材料达到Tg值时，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。这种膨胀可能导致通孔出现裂缝，使通孔管中的内部导电轨道撕裂，还可能引起分层，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

为什么要关注Tg值？

选择合适的FR4材料Tg值至关重要，以确保工作温度（如环境温度或IC附近的温度）始终保持在Tg值以下，并留有一定的安全裕量。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裕量，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裕量，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会对PCB施加较高的热负荷。虽然Tg值是一个重要参数，但它并不是唯一的考量因素。较高的Tg值并不一定意味着加工过程中的耐高温性更高，它主要意味着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。此外，用于提高Tg值的措施通常会导致铜粘附强度降低，使材料更加脆性，从而增加PCB制造商的生产难度。

为了最大限度地降低热机械缺陷的风险（如PCB组装过程中的分层），还需要考虑其他参数，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。