PCB de alta Tg
As placas de circuito devem ser resistentes a chamas e não podem queimar a uma determinada temperatura, apenas amolecer. O ponto de temperatura nesse momento é chamado de temperatura de transição vítrea (ponto Tg), e esse valor está relacionado à estabilidade dimensional da placa de circuito impresso. Quanto maior o valor de Tg, melhor a resistência à temperatura da placa de circuito impresso.
Quando a temperatura sobe até uma determinada região, o substrato passa do "estado vítreo" para o "estado de borracha", e essa temperatura é chamada de temperatura de transição vítrea da chapa (Tg). Em outras palavras, Tg é a temperatura mais alta (°C) na qual a temperatura do substrato é mantida. Ou seja, materiais comuns de substrato de PCB não apenas produzem deformação, fusão e outros fenômenos em altas temperaturas, mas também uma queda acentuada nas propriedades mecânicas e elétricas.

O aumento da Tg do substrato fortalecerá e melhorará as características de resistência ao calor, à umidade, à resistência química e à estabilidade da resistência da placa de circuito impresso. Quanto maior o valor de Tg, melhores serão a temperatura e outras propriedades da placa, especialmente no processo de fabricação sem chumbo, onde Tg altas são mais amplamente utilizadas.
Alta Tg refere-se a alta resistência ao calor. Com o rápido desenvolvimento da indústria eletrônica, especialmente de produtos eletrônicos representados por computadores, o desenvolvimento em direção à alta funcionalidade e alta multicamadas exige maior resistência ao calor dos materiais do substrato de PCB como uma garantia importante. O surgimento e o desenvolvimento de tecnologias de montagem de alta densidade representadas por SMT e CMT tornaram os PCBs cada vez mais dependentes do suporte de substratos de alta resistência ao calor em termos de pequenas aberturas, circuitos finos e espessura fina.
Portanto, a diferença entre o FR-4 geral e o FR-4 de alta Tg é que, no estado quente, especialmente quando aquecido após a absorção de umidade, a resistência mecânica, a estabilidade dimensional, a adesão, a absorção de água, a decomposição térmica, a expansão térmica e outras condições do material são diferentes. Produtos de alta Tg são obviamente melhores do que materiais de substrato de PCB comuns.
Por que PCB de alta Tg?
PCB com alta Tg, ou seja, quando a temperatura sobe para uma determinada faixa, o substrato muda do estado “sólido” para o “estado de borracha”, e esse ponto de temperatura é chamado de temperatura de transição vítrea (Tg) da placa de circuito.
A Tg representa a temperatura necessária para que o material passe do estado "sólido" para o "estado de borracha", medida em graus Celsius. Geralmente, a Tg do material está acima de 130 °C, enquanto a Tg alta geralmente está acima de 170 °C, e a Tg média está em torno de 150 °C. PCBs com Tg de 170 °C ou superior são geralmente chamados de PCBs de alta Tg.
Alta condutividade térmica
Materiais com alta Tg possuem alta condutividade térmica e podem dissipar o calor com mais eficiência. Essa propriedade ajuda a melhorar a estabilidade e a confiabilidade dos dispositivos eletrônicos, especialmente em ambientes de trabalho de alta temperatura.
alta resistência ao calor
Quanto maior o valor de Tg, melhor a resistência ao calor do material. Materiais com Tg alta podem manter bom desempenho e estabilidade em ambientes de alta temperatura e são adequados para ambientes de trabalho com altas temperaturas.
Excelentes propriedades mecânicas
Materiais com alta Tg apresentam alta resistência e rigidez, suportando maiores tensões mecânicas. Essa propriedade permite que materiais com alta Tg mantenham um desempenho estável mesmo em condições ambientais adversas.
Boas propriedades elétricas:
Materiais com alta Tg possuem constantes dielétricas e tangentes de perdas mais baixas, o que ajuda a melhorar a qualidade da transmissão do sinal e a compatibilidade eletromagnética. Isso é especialmente importante em aplicações de transmissão de sinais de alta frequência e alta velocidade.
Material comum de PCB de alta Tg
Unid | O Propósito | IT-180ATC |
Tg (℃) | DSC | 175 |
T-288 (com 1oz Cu, min) | TMA | 20 |
Td-5%(℃ ) | Perda de 5% da TGA | 345 |
CTE (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 (Volts) | IEC 60112 / UL 746 | CTI 3 (175-249) |
| Unid | Forma | Condição | Unidade | Valor típico | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 200 | |
| Tg | TMA | ℃ | 170 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5% de perda de peso | ℃ | 350 | |
| CTE (eixo Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Antes de Tg | ppm/℃ | 45 | |
| Depois de Tg | ppm/℃ | 210 | |||
| 50 260-℃ | % | 2.3 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 45 | |
| Estresse térmico | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, mergulho de solda | s | > 100 | |
| Resistividade volumétrica | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Após a resistência à umidade | MΩ.cm | 2.5 08 + | |
| E-24/125 | MΩ.cm | 1.9 06 + | |||
| Resistividade superficial | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Após a resistência à umidade | MΩ | 3.3 07 + | |
| E-24/125 | MΩ | 2.4 06 + | |||
| Resistência ao Arco | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 146 | |
| Avaria dielétrica | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| Constante de Dissipação (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | ||
| Fator de Dissipação (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.015 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.009 | ||
| Resistência à descamação (folha de cobre HTE de 1 onça) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Após estresse térmico 288℃,10s | N/mm [lb/pol] | 1.25 [7.14] | |||
| 125 ℃ | N / mm | - | |||
| Força Flexural | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 530 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 410 | |
| Absorção de água | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.07 | |
| CTI | IEC60112 | A | NOTA | PLC 3 | |
| inflamabilidade | UL94 | C-48/23/50 | NOTA | V-0 | |
| E-24/125 | NOTA | V-0 | |||
Observações:
1. Folha de especificações: IPC-4101/126, é apenas para sua referência.
2. Todos os valores típicos são baseados na amostra de 1.6 mm (16*2116).
| Unid | Forma | Condição | Unidade | Valor típico | |
|---|---|---|---|---|---|
| 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% de perda de peso | ℃ | 345 | |
| CTE (eixo Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Antes de Tg | ppm/℃ | 45 | |
| Depois de Tg | ppm/℃ | 220 | |||
| 50 260-℃ | % | 2.8 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 20 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 5 | |
| Estresse térmico | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, mergulho de solda | - | 100S Sem Delaminação | |
| Resistividade volumétrica | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Após a resistência à umidade | MΩ.cm | 2.2 x 108 | |
| E-24/125 | MΩ.cm | 4.5 x 106 | |||
| Resistividade superficial | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Após a resistência à umidade | MΩ | 7.9 x 107 | |
| E-24/125 | MΩ | 1.7 x 106 | |||
| Resistência ao Arco | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 100 | |
| Avaria dielétrica | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | 63 | |
| Constante de Dissipação (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.8 | |
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | - | - | ||
| Fator de Dissipação (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.013 | |
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | - | - | ||
| Resistência à descamação (folha de cobre HTE de 1Oz) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Após estresse térmico 288℃,10s | N / mm | 1.38 | |||
| 125 ℃ | N / mm | 1.07 | |||
| Força Flexural | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 562 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 518 | |
| Absorção de água | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.10 | |
| CTI | IEC60112 | A | NOTA | PLC 3 | |
| inflamabilidade | UL94 | C-48/23/50 | NOTA | V-0 | |
| E-24/125 | NOTA | V-0 | |||
Observações:
- Folha de especificações: IPC-4101/126, é apenas para sua referência.
- Todos os valores típicos são baseados na amostra de 1.6 mm, enquanto o Tg é para amostra ≥ 0.50 mm.
Explicação: C=Condicionamento de umidade, D=Condicionamento de imersão em água destilada, E=Condicionamento de temperatura
O primeiro dígito após a letra indica a duração do pré-condicionamento em horas, o segundo dígito a temperatura do pré-condicionamento em ℃ e o terceiro dígito a umidade relativa.
| Unid | Forma | Condição | Unidade | Valor típico | |
|---|---|---|---|---|---|
| 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% de perda de peso | ℃ | 355 | |
| CTE (eixo Z) | IPC-TM-650 2.4.24 | Antes de Tg | ppm/℃ | 41 | |
| Depois de Tg | ppm/℃ | 208 | |||
| 50 260-℃ | % | 2.4 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 30 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | min | 15 | |
| Estresse térmico | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288 ℃, mergulho de solda | s | > 100 | |
| Resistividade volumétrica | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Após a resistência à umidade | MΩ.cm | 8.7 E + 08 | |
| E-24/125 | MΩ.cm | 7.2 E + 06 | |||
| Resistividade superficial | IPC-TM-650 2.5.17.1 | Após a resistência à umidade | MΩ | 2.2 E + 07 | |
| E-24/125 | MΩ | 8.6 E + 06 | |||
| Resistência ao Arco | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 133 | |
| Avaria dielétrica | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| Constante de Dissipação (Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 4.6 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 4.9 | ||
| Fator de Dissipação (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | - | 0.018 | |
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | - | 0.015 | ||
| Resistência à descamação (folha de cobre HTE de 1 onça) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | N / mm | - | |
| Após estresse térmico 288℃,10s | N/mm [lb/pol] | 1.3 [7.43] | |||
| 125 ℃ | N / mm | ||||
| Força Flexural | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 567 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 442 | |
| Absorção de água | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.08 | |
| CTI | IEC60112 | A | NOTA | PLC 3 | |
| inflamabilidade | UL94 | C-48/23/50 | NOTA | V-0 | |
| E-24/125 | NOTA | V-0 | |||
Observações:
1. Folha de especificações: IPC-4101/126, é apenas para sua referência.
2. Todos os valores típicos são baseados na amostra de 1.6 mm (8*7628).
| Propriedade | Valores tipicos |
|---|---|
| Tg (DMA) | 190 ° C |
| Tg (DSC) | 180 ° C |
| Tg (TMA) | 170 ° C |
| Td (TGA) | 340 ° C |
| Eixo z CTE (50 a 260 °C) | 2.7% |
| T-260/ T288 | >60 min/ >15 min |
| Permissividade @1 GHz (RC 50%) | 4.3 |
| Perda tangente a 1 GHz (RC 50%) | 0.018 |
- Aprovações da Indústria
- Designação de tipo IPC-4101E: /98, /99, /101, /126
- Serviços de Validação IPC-4101E/126 Certificados QPL
- Designação UL – Grau ANSI: FR-4.0
- Número do arquivo UL: E189572
- Classificação de inflamabilidade: 94V-0
- Temperatura Máxima de Operação: 130°C
- Disponibilidade Padrão
- Espessura: 0.002” [0.05 mm] a 0.062” [1.58 mm], disponível em forma de folha ou painel
- Revestimento de folha de cobre: 1/8 a 12 onças (HTE) para embutidos; 1/8 a 3 onças (HTE) para lados duplos e H a 2 onças (MLS)
- Pré-impregnados: disponíveis em rolo ou em painel
- Estilos de vidro: 106, 1080, 2113, 2116, 1506 e 7628 etc.
