PCB的Tg值指的是什么?该如何选择?

作者:硬姐发布时间:2025-05-23

在选择PCB生产和打样的板材时,需要选择板材的TG值。不同的TG值成本不同,且会直接影响PCB的性能。那么,什么是TG值?TG值对PCB有什么影响?

0什么是PCB的TG值? 

Tg,是Glass transition temperature(玻璃化转变温度)的缩写,T代表温度,g是下标,代表Glass。PCB的主要材料是环氧树脂,树脂的TG值表示其从玻璃态转变为橡胶态的温度,意思就是PCB的树脂材料在低于TG温度时板材是处于硬质玻璃的状态,如果温度超过板子的TG值温度,板材会变成高弹性状态,变成橡胶似的形态。显然发生这种事,电子产品会失去稳定性和可靠性。因此,这个温度是材料物理和化学性质发生显著变化的临界点,对于PCB的性能和可靠性有着重要影响。在不同应用领域选择适当TG值的板材,可以在成本和性能之间实现平衡。

Tg就是高分子材料从玻璃态往高弹态过渡的起始温度点,Tg值越高,材料耐温变形性能力越强。

0常见PCB的TG值分类和应用 

TG130:常见的TG值板材,耐温约140℃。这种线路板适用于低温应用或对热稳定性要求较低的场景。TG130可以满足大多数常见电子产品的需求,如手机、手表、电脑、打印机、空调、电视等。

TG150:中等TG值板材,耐温在150℃~170℃之间。它可以在一定温度范围内提供良好的性能和可靠性。TG150可以满足在高温环境下工业级PCB的需求。常用于汽车、铁路、供电设备等领域。

TG170:高端TG值板材,耐温超过170℃。这种线路板适用于需要在高温环境下长时间运行或承受高功率的应用,具有更好的热稳定性和机械强度。TG170用于对温度要求非常高的电子设备中,常见于航空航天和国防工业。

行业当中一直以来以Tg值来划分FR-4板材的等级,通常认为Tg值越高,板材的可靠性越高。高TG板材和低TG板材是根据玻璃转化温度的不同来区分的。以下是两者区别:

1)高TG板材具有更高的热稳定性。

在高温环境下,高TG板材能够保持较好的机械强度和电性能,不易发生热膨胀和变形等问题。

2)高TG板材还具有更好的耐久性和抗冲击性能

高TG板材有更高的玻璃转化温度,分子结构更稳定,能够在长期使用和复杂环境下保持较好的性能。因此高TG板材的抗冲击性能更好,能有效避免因机械冲击而导致的断裂和损坏。

0TG值的意义 

PCB板材的TG值影响电子产品的可靠性和稳定性,如果PCB的工作温度高于TG值,PCB将失去其刚性并发生形变,可能影响电路板的机械强度和电气性能。如果温度降回到TG值以下,PCB将逐渐恢复其刚性。选择具有适当TG值的板材对于电子产品的后续使用是必要的。

Tg值也是衡量PCB板材耐热性的重要指标。高Tg值的PCB板材能够在高温环境下保持较好的性能,适用于需要在高温环境下长时间运行或承受高功率的应用。

0如何选择PCB板材的Tg值? 

选择合适的Tg值对于确保PCB在预期的工作条件下保持良好的性能和可靠性至关重要。根据电子产品的具体要求,如工作环境温度、功率需求等,可以选择具有适当Tg值的PCB板材,以确保其满足应用需求。

确定PCB板材的Tg值需要考虑以下因素:

1. 是否使用无铅焊接工艺

有铅焊接工艺的温度范围为210~245℃,无铅焊接工艺温度范围通常为220~260℃。低Tg的板材在无铅加工环境下最高温度会达到260℃,会引起树脂质量的损失,树脂内的化学键开始断裂并伴随有挥发成分溢出,PCB基材里的树脂变少。会直接影响到PCB的各种电特性。同时还有可能导致焊接过程中出现分层和空洞等现象。

2. PCB上芯片的封装密度

当PCB上芯片有大尺寸的BGA封装时,一般选用高Tg的FR4板材。尤其时考虑到板子需要SMT二次加工或者多次返修的情况。

3. PCB的工作环境温度

在高温环境下工作的电路板,应选择具有较高Tg值的板材,以确保其稳定性和可靠性。

综上所述,PCB的Tg是PCB板材的一个重要性能指标,它对于PCB在高温环境下的性能稳定性和可靠性具有重要影响,选用高Tg值的板材,板材成本和加工成本都会上升,因此在选择时需要在性能和成本之间做出权衡。根据产品具体的工作环境和性能要求来选择合适的Tg值,以实现性能和成本的最佳平衡。

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