PCB mit hohem Tg

Leiterplatten müssen schwer entflammbar sein und dürfen ab einer bestimmten Temperatur nicht brennen, sondern nur erweichen. Der Temperaturpunkt zu diesem Zeitpunkt wird als Glasübergangstemperatur (Tg-Punkt) bezeichnet und dieser Wert steht im Zusammenhang mit der Dimensionsstabilität der Leiterplatte. Je höher der TG-Wert, desto besser die Temperaturbeständigkeit der Leiterplatte.

Steigt die Temperatur auf einen bestimmten Bereich, wechselt das Substrat vom „Glaszustand“ in den „Gummizustand“. Diese Temperatur wird als Glasübergangstemperatur der Platte (Tg) bezeichnet. Anders ausgedrückt ist Tg die höchste Temperatur (°C), bei der die Temperatur des Substrats gehalten wird. Das bedeutet, dass herkömmliche PCB-Substratmaterialien bei hohen Temperaturen nicht nur Verformungen, Schmelzen und andere Phänomene hervorrufen, sondern auch einen starken Rückgang der mechanischen und elektrischen Eigenschaften aufweisen.

 

Leiterplatte mit hohem Tg

Die Erhöhung des Tg-Werts des Substrats stärkt und verbessert die Eigenschaften der Leiterplatte hinsichtlich Hitzebeständigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, chemischer Beständigkeit und Widerstandsfähigkeit. Je höher der TG-Wert, desto besser sind die Temperatur und andere Eigenschaften der Leiterplatte. Insbesondere im bleifreien Herstellungsprozess wird ein hoher Tg-Wert häufiger eingesetzt.

Hoher Tg-Wert steht für hohe Hitzebeständigkeit. Mit der rasanten Entwicklung der Elektronikindustrie, insbesondere bei elektronischen Produkten wie Computern, erfordert die Entwicklung hin zu hoher Funktionalität und hohem Mehrschichtaufbau eine höhere Hitzebeständigkeit der PCB-Substratmaterialien als wichtige Garantie. Das Aufkommen und die Entwicklung hochdichter Montagetechnologien wie SMT und CMT haben dazu geführt, dass Leiterplatten zunehmend auf die Unterstützung hoher Hitzebeständigkeit der Substrate hinsichtlich kleiner Öffnungen, feiner Schaltkreise und geringer Dicke angewiesen sind.

Der Unterschied zwischen herkömmlichem FR-4 und FR-4 mit hohem Tg-Wert besteht darin, dass sich im heißen Zustand, insbesondere nach der Feuchtigkeitsaufnahme, die mechanische Festigkeit, Dimensionsstabilität, Haftung, Wasseraufnahme, thermische Zersetzung und Wärmeausdehnung des Materials unterscheiden. Produkte mit hohem Tg-Wert sind offensichtlich besser als herkömmliche PCB-Substratmaterialien.

Warum High-Tg-PCB?

PCB mit hohem Tg-Wert, d. h. wenn die Temperatur auf einen bestimmten Bereich ansteigt, wechselt das Substrat vom „festen“ in den „Gummizustand“, und dieser Temperaturpunkt wird als Glasübergangstemperatur (Tg) der Leiterplatte bezeichnet.

Tg bezeichnet die Temperatur, die das Material benötigt, um vom festen in den gummiartigen Zustand zu wechseln, gemessen in Grad Celsius. Im Allgemeinen liegt die Tg des Materials über 130 °C, während die hohe Tg üblicherweise über 170 °C und die mittlere Tg bei etwa 150 °C liegt. Leiterplatten mit einer Tg von 170 °C oder höher werden allgemein als Hoch-Tg-Leiterplatten bezeichnet.

Hohe Wärmeleitfähigkeit

Materialien mit hohem Tg-Wert weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf und können Wärme effektiver ableiten. Diese Eigenschaft trägt zur Verbesserung der Stabilität und Zuverlässigkeit elektronischer Geräte bei, insbesondere in Arbeitsumgebungen mit hohen Temperaturen.

Hohe Wärmeformbeständigkeit

Je höher der Tg-Wert, desto besser ist die Hitzebeständigkeit des Materials. Materialien mit hohem Tg-Wert behalten auch in Hochtemperaturumgebungen ihre gute Leistung und Stabilität und eignen sich für Arbeitsumgebungen mit hohen Temperaturen.

Ausgezeichnete mechanische Eigenschaften

Hochtemperaturwerkstoffe zeichnen sich durch hohe Festigkeit und Steifigkeit aus und halten größeren mechanischen Belastungen stand. Dank dieser Eigenschaft behalten Hochtemperaturwerkstoffe auch unter rauen Umgebungsbedingungen ihre stabile Leistung.

Gute elektrische Eigenschaften:

Materialien mit hohem Tg-Wert weisen niedrigere Dielektrizitätskonstanten und Verlustfaktoren auf, was zur Verbesserung der Signalübertragungsqualität und der elektromagnetischen Verträglichkeit beiträgt. Dies ist insbesondere bei Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-Signalübertragungsanwendungen wichtig.

Gängiges PCB-Material mit hohem Tg-Wert