高TgPCB
回路基板は難燃性を備え、ある温度では燃えず、軟化することしかできません。この温度点はガラス転移温度(Tg点)と呼ばれ、この値はPCB基板の寸法安定性に関係しています。TG値が高いほど、PCBの耐熱性は向上します。
温度が一定領域まで上昇すると、基板は「ガラス状態」から「ゴム状態」へと変化します。この温度を基板のガラス転移温度(Tg)と呼びます。言い換えれば、Tgは基板の温度が維持される最高温度(℃)です。つまり、一般的なPCB基板材料は、高温になると変形や溶融などの現象が発生するだけでなく、機械的特性や電気的特性も急激に低下します。

基板のTg(ガラス転移温度)の上昇は、プリント基板の耐熱性、耐湿性、耐薬品性、抵抗安定性などの特性を強化し、向上させます。TG値が高いほど、基板の温度特性やその他の特性が向上し、特に鉛フリー製造プロセスでは、高Tgが広く使用されています。
高Tgとは、高い耐熱性を意味します。エレクトロニクス産業、特にコンピュータに代表される電子製品の急速な発展に伴い、高機能化・多層化への進展には、PCB基板材料の高耐熱性が重要な保証として求められています。SMTやCMTに代表される高密度実装技術の出現と発展により、PCBは小口径化、微細回路化、薄型化といった面で、基板の高耐熱性への依存度がますます高まっています。
したがって、一般的なFR-4と高Tg FR-4の違いは、高温状態、特に吸湿後の加熱時における機械的強度、寸法安定性、接着性、吸水性、熱分解、熱膨張などの材料特性が異なることです。高Tg製品は、一般的なPCB基板材料よりも明らかに優れています。
なぜ高Tg PCBなのか?
高Tg PCB、つまり、温度が一定の範囲まで上昇すると、基板が「固体」から「ゴム状態」に変化し、この温度点を回路基板のガラス転移温度(Tg)と呼びます。
Tgは、材料が「固体」から「ゴム状態」に変化するために必要な温度を表し、摂氏で測定されます。一般的に、材料のTgは130℃以上ですが、高Tgは通常170℃以上、中Tgは約150℃です。Tgが170℃以上のPCBは、一般的に高Tg PCBと呼ばれます。
高い熱伝導率
高Tg材料は熱伝導率が高く、より効率的に熱を放散します。この特性は、特に高温動作環境において、電子機器の安定性と信頼性の向上に役立ちます。
高耐熱性
Tg値が高いほど、材料の耐熱性が高くなります。高Tg材料は高温環境でも良好な性能と安定性を維持でき、高温作業環境に適しています。
優れた機械的特性
高Tg材料は高い強度と剛性を備え、より大きな機械的ストレスに耐えることができます。この特性により、高Tg材料は過酷な環境条件下でも安定した性能を維持できます。
優れた電気特性:
高Tg材料は誘電率と誘電正接が低いため、信号伝送品質と電磁両立性の向上に役立ちます。これは特に高周波・高速信号伝送用途において重要です。
一般的な高Tg PCB材料
アイテム | メソッド | IT-180ATC |
ガラス転移温度(℃) | DSC | 175 |
T-288(1オンスCu以上) | TMA | 20 |
Td-5%(℃) | TGA 5% 損失 | 345 |
熱膨張係数(ppm/℃) | a1/a2 | 45/210 |
CTE(%)、50~260℃ | TMA | 2.7 |
Dk @ 1 GHz (RC 50%) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 4.1 |
Df @ 1 GHz (RC 50%) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 0.017 |
CTI(ボルト) | IEC 60112 / UL 746 | CTI 3 (175-249) |
| アイテム | 方法 | 状態 | ユニット | 典型的な値 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 200 | |
| Tg | TMA | ℃ | 170 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5%の重量損失 | ℃ | 350 | |
| CTE(Z軸) | IPC-TM-650 2.4.24 | Tg前 | ppm/℃ | 45 | |
| Tg後 | ppm/℃ | 210 | |||
| 50-260℃ | % | 2.3 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分 | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分 | 45 | |
| 熱応力 | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288℃、はんだディップ | s | > 100 | |
| 体積抵抗率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 耐湿性後 | MΩ.cm | 2.5 + 08 | |
| E-24 / 125 | MΩ.cm | 1.9 + 06 | |||
| 表面抵抗率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 耐湿性後 | MΩ | 3.3 + 07 | |
| E-24 / 125 | MΩ | 2.4 + 06 | |||
| アーク抵抗 | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 146 | |
| 絶縁破壊 | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| 散逸定数(Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | ||
| 散逸係数 (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.015 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.009 | ||
| 剥離強度(1オンスHTE銅箔) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| 熱ストレス288℃、10秒後 | N/mm[lb/in] | 1.25 [7.14] | |||
| 125℃ | N / mm | - | |||
| 曲げ強度 | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | メガパスカル | 530 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | メガパスカル | 410 | |
| 吸水 | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.07 | |
| CTI | IEC60112 | A | 評価 | PLC 3 | |
| 可燃性 | UL94 | C-48/23/50 | 評価 | V-0 | |
| E-24 / 125 | 評価 | V-0 | |||
備考:
1. 仕様書: IPC-4101/126 は参考用です。
2. すべての標準値は1.6mm(16*2116)の試験片に基づいています。
| アイテム | 方法 | 状態 | ユニット | 典型的な値 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.25 | DSC | ℃ | 180 | |
| IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 185 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5%の重量損失 | ℃ | 345 | |
| CTE(Z軸) | IPC-TM-650 2.4.24 | Tg前 | ppm/℃ | 45 | |
| Tg後 | ppm/℃ | 220 | |||
| 50-260℃ | % | 2.8 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分 | 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分 | 20 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分 | 5 | |
| 熱応力 | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288℃、はんだディップ | - | 100S 剥離なし | |
| 体積抵抗率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 耐湿性後 | MΩ.cm | 2.2 x 108 | |
| E-24 / 125 | MΩ.cm | 4.5 x 106 | |||
| 表面抵抗率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 耐湿性後 | MΩ | 7.9 x 107 | |
| E-24 / 125 | MΩ | 1.7 x 106 | |||
| アーク抵抗 | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 100 | |
| 絶縁破壊 | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | 63 | |
| 散逸定数(Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | |
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | - | - | ||
| 散逸係数 (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.013 | |
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | - | - | ||
| 剥離強度(1オンスHTE銅箔) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| 熱ストレス288℃、10秒後 | N / mm | 1.38 | |||
| 125℃ | N / mm | 1.07 | |||
| 曲げ強度 | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | メガパスカル | 562 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | メガパスカル | 518 | |
| 吸水 | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.10 | |
| CTI | IEC60112 | A | 評価 | PLC 3 | |
| 可燃性 | UL94 | C-48/23/50 | 評価 | V-0 | |
| E-24 / 125 | 評価 | V-0 | |||
備考:
- 仕様書: IPC-4101/126 は参考用です。
- すべての標準値は 1.6 mm の試験片に基づいていますが、Tg は 0.50 mm 以上の試験片に基づいています。
説明:C=湿度調整、D=蒸留水への浸漬調整、E=温度調整
文字に続く最初の数字はプレコンディショニングの継続時間(時間)、2 番目の数字はプレコンディショニング温度(℃)、3 番目の数字は相対湿度を示します。
| アイテム | 方法 | 状態 | ユニット | 典型的な値 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.25 | DSC | ℃ | 180 | |
| IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 185 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5%の重量損失 | ℃ | 355 | |
| CTE(Z軸) | IPC-TM-650 2.4.24 | Tg前 | ppm/℃ | 41 | |
| Tg後 | ppm/℃ | 208 | |||
| 50-260℃ | % | 2.4 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分 | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分 | 30 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分 | 15 | |
| 熱応力 | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288℃、はんだディップ | s | > 100 | |
| 体積抵抗率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 耐湿性後 | MΩ.cm | 8.7 E+08 | |
| E-24 / 125 | MΩ.cm | 7.2 E+06 | |||
| 表面抵抗率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 耐湿性後 | MΩ | 2.2 E+07 | |
| E-24 / 125 | MΩ | 8.6 E+06 | |||
| アーク抵抗 | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 133 | |
| 絶縁破壊 | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| 散逸定数(Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.9 | ||
| 散逸係数 (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.018 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.015 | ||
| 剥離強度(1オンスHTE銅箔) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| 熱ストレス288℃、10秒後 | N/mm[lb/in] | 1.3 [7.43] | |||
| 125℃ | N / mm | ||||
| 曲げ強度 | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | メガパスカル | 567 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | メガパスカル | 442 | |
| 吸水 | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.08 | |
| CTI | IEC60112 | A | 評価 | PLC 3 | |
| 可燃性 | UL94 | C-48/23/50 | 評価 | V-0 | |
| E-24 / 125 | 評価 | V-0 | |||
備考:
1. 仕様書: IPC-4101/126 は参考用です。
2. すべての標準値は1.6mm(8*7628)の試験片に基づいています。
| プロパティ | 典型的な値 |
|---|---|
| Tg(DMA) | 190°C |
| Tg (DSC) | 180°C |
| Tg(TMA) | 170°C |
| Td(TGA) | 340°C |
| CTE z軸(50~260℃) | 2.7% |
| T-260/T288 | 60分以上/15分以上 |
| 誘電率@1GHz(RC 50%) | 4.3 |
| 損失正接@1GHz(RC 50%) | 0.018 |
- 業界の承認
- IPC-4101E 型式指定: /98、/99、/101、/126
- IPC-4101E/126 検証サービス QPL 認定
- UL規格 – ANSIグレード: FR-4.0
- UL ファイル番号: E189572
- 可燃性評価:94V-0
- 最高作動温度:130°C
- 標準的な可用性
- 厚さ: 0.002インチ[0.05mm]~0.062インチ[1.58mm]、シートまたはパネルの形で入手可能
- 銅箔クラッド:積層の場合は1/8~12オンス(HTE)、両面の場合は1/8~3オンス(HTE)、H~2オンス(MLS)
- プリプレグ:ロールまたはパネルの形で入手可能
- ガラススタイル: 106、1080、2113、2116、1506、7628 など。
