高Tg PCB
電路板必須具有阻燃性,在一定溫度下不會燃燒,只能軟化。此時的溫度點稱為玻璃化轉變溫度(Tg點),該值與PCB板的尺寸穩定性有關。 TG值越高,PCB的耐溫性越好。
當溫度升至一定區域時,基板會由“玻璃態”轉變為“橡膠態”,而這個溫度被稱為板材的玻璃化轉變溫度(Tg)。換句話說,Tg是基板維持該溫度的最高溫度(℃)。也就是說,普通PCB基板材料在高溫下不僅會產生變形、熔融等現象,機械性能和電氣性能也會出現急劇下降。

基材Tg的提升,將強化並提升印刷電路板的耐熱性、耐濕性、耐化學性、阻值穩定性等特性。 TG值越高,電路板的耐溫性及其他性能越好,尤其在無鉛製程中,高Tg的應用更為廣泛。
高Tg指的是高耐熱量。隨著電子工業的快速發展,特別是以電腦代表的電子產品,朝向高功能化、高多層化發展,要求PCB基板材料更高的耐熱性作為重要保障。以SMT、CMT為代表的高密度安裝技術的出現與發展,使得PCB在小孔徑、精細線路、薄型化等方面越來越依賴基板高耐熱性的支撐。
因此,一般FR-4與高Tg FR-4的差別在於,在熱狀態下,特別是吸濕後加熱時,材料的機械強度、尺寸穩定性、附著力、吸水性、熱分解、熱膨脹等情況均有所不同,高Tg產品明顯優於一般PCB基板材料。
為什麼採用高Tg PCB?
高Tg PCB,即當溫度升高到一定範圍時,基材由“固體”轉變為“橡膠態”,這個溫度點稱為電路板的玻璃化轉變溫度(Tg)。
Tg 表示材料從「固體」轉變為「橡膠態」所需的溫度,以攝氏度為單位。一般材料的 Tg 在 130°C 以上,高 Tg 通常在 170°C 以上,中等 Tg 在 150°C 左右。 Tg 達到 170°C 或更高的 PCB 通常被稱為高 Tg PCB。
高導熱性
高Tg材料具有較高的熱導率,能夠更有效地散熱,有助於提高電子設備的穩定性和可靠性,尤其是在高溫工作環境下。
高耐熱性
Tg值越高,材料的耐熱性越好,高Tg材料在高溫環境下能保持良好的性能和穩定性,適合高溫工作環境。
優異的機械性能
高Tg材料具有較高的強度和剛度,能夠承受較大的機械應力,此特性使得高Tg材料即使在惡劣的環境條件下也能保持穩定的性能。
良好的電氣性能:
高Tg材料具有較低的介電常數和損耗角正切,有助於提高訊號傳輸品質和電磁相容性,這在高頻、高速訊號傳輸應用中尤其重要。
常見的高Tg PCB材料
項目 | 方法 | IT-180自動換刀系統 |
玻璃化轉變溫度(℃) | DSC | 175 |
T-288(含 1 盎司銅,最少) | TMA | 20 |
Td-5%(℃) | TGA 損失 5% | 345 |
熱膨脹係數 (ppm/℃) | a1/a2 | 45/210 |
熱膨脹係數 (%), 50-260℃ | TMA | 2.7 |
介電常數@1GHz(RC 50%) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 4.1 |
Df@1GHz(RC50%) | IPC TM-650 2.5.5.13 | 0.017 |
CTI(伏特) | IEC 60112 / UL 746 | CTI 3 (175-249) |
| 項目 | 選項 | 新舊程度 | 單位 | 典型值 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Tg | IPC-TM-650 2.4.24.4 | DMA | ℃ | 200 | |
| Tg | TMA | ℃ | 170 | ||
| Td | IPC-TM-650 2.4.24.6 | 5% 重量損失 | ℃ | 350 | |
| 熱膨脹係數 (Z 軸) | IPC-TM-650 2.4.24 | Tg之前 | 百萬分之一/℃ | 45 | |
| 玻璃轉變溫度後 | 百萬分之一/℃ | 210 | |||
| 50-260℃ | % | 2.3 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分鐘 | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分鐘 | 45 | |
| 熱應力 | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288℃,浸焊 | s | > 100 | |
| 體積電阻率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 防潮後 | 兆歐姆.厘米 | 2.5E + 08 | |
| E-24 / 125 | 兆歐姆.厘米 | 1.9E + 06 | |||
| 表面電阻率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 防潮後 | 兆歐 | 3.3E + 07 | |
| E-24 / 125 | 兆歐 | 2.4E + 06 | |||
| 耐電弧性 | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 146 | |
| 介電擊穿 | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| 耗散常數(Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | 4.6 | ||
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | 4.8 | |||
| 損耗因數 (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | 0.015 | ||
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | 0.009 | |||
| 剝離強度(1盎司HTE銅箔) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | 牛頓/毫米 | ||
| 熱應力後288℃,10s | 牛頓/毫米[磅/英吋] | 1.25 [7.14] | |||
| 125℃ | 牛頓/毫米 | ||||
| 抗彎強度 | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 530 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 410 | |
| 吸水性 | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.07 | |
| CTI | IEC60112 | A | 評分 | PLC 3 | |
| 易燃 | UL94 | C-48/23/50 | 評分 | V-0 | |
| E-24 / 125 | 評分 | V-0 | |||
備註:
1.規格表:IPC-4101/126,僅供參考。
2. 所有典型值均以1.6mm(16*2116)試樣為基礎。
| 項目 | 選項 | 新舊程度 | 單位 | 典型值 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 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% 重量損失 | ℃ | 345 | |
| 熱膨脹係數 (Z 軸) | IPC-TM-650 2.4.24 | Tg之前 | 百萬分之一/℃ | 45 | |
| 玻璃轉變溫度後 | 百萬分之一/℃ | 220 | |||
| 50-260℃ | % | 2.8 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分鐘 | 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分鐘 | 20 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分鐘 | 5 | |
| 熱應力 | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288℃,浸焊 | 100S 無分層 | ||
| 體積電阻率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 防潮後 | 兆歐姆.厘米 | 2.2 10點¯x8 | |
| E-24 / 125 | 兆歐姆.厘米 | 4.5 10點¯x6 | |||
| 表面電阻率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 防潮後 | 兆歐 | 7.9 10點¯x7 | |
| E-24 / 125 | 兆歐 | 1.7 10點¯x6 | |||
| 耐電弧性 | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 100 | |
| 介電擊穿 | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | 63 | |
| 耗散常數(Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | 4.8 | ||
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | ||||
| 損耗因數 (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | 0.013 | ||
| IEC 61189-2-721 | 10GHz | ||||
| 剝離強度(1Oz HTE銅箔) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | 牛頓/毫米 | ||
| 熱應力後288℃,10s | 牛頓/毫米 | 1.38 | |||
| 125℃ | 牛頓/毫米 | 1.07 | |||
| 抗彎強度 | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 562 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 518 | |
| 吸水性 | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.10 | |
| CTI | IEC60112 | A | 評分 | PLC 3 | |
| 易燃 | UL94 | C-48/23/50 | 評分 | V-0 | |
| E-24 / 125 | 評分 | V-0 | |||
備註:
- 規格表:IPC-4101/126,僅供參考。
- 所有典型值均以1.6mm試樣,Tg為試樣≥0.50mm。
說明:C=濕度調節,D=蒸餾水浸泡調節,E=溫度調節
字母後面的第一位數字表示預處理持續時間(以小時為單位),第二位數字表示預處理溫度(以℃為單位),第三位數字表示相對濕度。
| 項目 | 選項 | 新舊程度 | 單位 | 典型值 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 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% 重量損失 | ℃ | 355 | |
| 熱膨脹係數 (Z 軸) | IPC-TM-650 2.4.24 | Tg之前 | 百萬分之一/℃ | 41 | |
| 玻璃轉變溫度後 | 百萬分之一/℃ | 208 | |||
| 50-260℃ | % | 2.4 | |||
| T260 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分鐘 | > 60 | |
| T288 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分鐘 | 30 | |
| T300 | IPC-TM-650 2.4.24.1 | TMA | 分鐘 | 15 | |
| 熱應力 | IPC-TM-650 2.4.13.1 | 288℃,浸焊 | s | > 100 | |
| 體積電阻率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 防潮後 | 兆歐姆.厘米 | 8.7 E+08 | |
| E-24 / 125 | 兆歐姆.厘米 | 7.2 E+06 | |||
| 表面電阻率 | IPC-TM-650 2.5.17.1 | 防潮後 | 兆歐 | 2.2 E+07 | |
| E-24 / 125 | 兆歐 | 8.6 E+06 | |||
| 耐電弧性 | IPC-TM-650 2.5.1 | D-48/50+D-4/23 | s | 133 | |
| 介電擊穿 | IPC-TM-650 2.5.6 | D-48/50+D-4/23 | kV | > 45 | |
| 耗散常數(Dk) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | 4.6 | ||
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | 4.9 | |||
| 損耗因數 (Df) | IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1GHz | 0.018 | ||
| IPC-TM-650 2.5.5.9 | 1MHz | 0.015 | |||
| 剝離強度(1盎司HTE銅箔) | IPC-TM-650 2.4.8 | A | 牛頓/毫米 | ||
| 熱應力後288℃,10s | 牛頓/毫米[磅/英吋] | 1.3 [7.43] | |||
| 125℃ | 牛頓/毫米 | ||||
| 抗彎強度 | LW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 567 |
| CW | IPC-TM-650 2.4.4 | A | MPa | 442 | |
| 吸水性 | IPC-TM-650 2.6.2.1 | E-1/105+D-24/23 | % | 0.08 | |
| CTI | IEC60112 | A | 評分 | PLC 3 | |
| 易燃 | UL94 | C-48/23/50 | 評分 | V-0 | |
| E-24 / 125 | 評分 | V-0 | |||
備註:
1.規格表:IPC-4101/126,僅供參考。
2. 所有典型值均以1.6mm(8*7628)試樣為基礎。
| Property | 典型值 |
|---|---|
| 玻璃化轉變溫度 (DMA) | 190°C |
| 玻璃化轉變溫度 (DSC) | 180°C |
| 玻璃化轉變溫度(TMA) | 170°C |
| 熱重分析 (TGA) | 340°C |
| CTE z軸(50至260°C) | |
| T-260/ T288 | >60分鐘/ >15分鐘 |
| 介電常數@1GHz(RC 50%) | 4.3 |
| 損耗角正切@1GHz(RC 50%) | 0.018 |
- 行業認證
- IPC-4101E 類型名稱:/98、/99、/101、/126
- IPC-4101E/126 驗證服務 QPL 認證
- UL 認證 – ANSI 等級:FR-4.0
- UL 檔號:E189572
- 可燃性等級:94V-0
- 最高工作溫度:130°C
- 標準可用性
- 厚度:0.002”[0.05mm] 至 0.062”[1.58mm],以片材或面板形式提供
- 銅箔覆層:1/8 至 12 盎司(HTE)(用於組合);1/8 至 3 盎司(HTE)(用於雙面)以及 H 至 2 盎司(MLS)
- 預浸料:以卷材或板材形式提供
- 玻璃型號:106、1080、2113、2116、1506、7628等。
