什么是Tg值？

非晶態高分子材料的三種力學狀態

玻璃態（Glassy State）：指組成原子不存在結構上的長程有序或平移對稱性的一種無定型固體狀態。通俗說就是保持類玻璃特性的固體狀態。

高彈態（Rubbery State）：指鏈段運動但整個分子鏈不產生移動。通俗說就是受力會變形，但撤掉力后可以完全恢復的固體狀態。

粘流態（Viscous Flow）：指在較高溫度，較大外力長時間的作用下所處的力學狀態。通俗說就是變成了可以流動的液體狀態。

Tg就是高分子材料從玻璃態往高彈態過渡的起始溫度點，Tg值越高，材料耐溫變形性能力越強。

如何選擇PCB板材的Tg值？

業界長期以來以Tg值來劃分FR-4板材的等級，通常認為Tg值越高，板材的可靠性越高。

標準FR4 Tg在130–140°C之間，中位Tg為150°C，高Tg大于170°C。一般來講消費類電子產品的主板通常使用Tg135的板材，CPU主板，DDR內存基板，IC封裝用基板等生產過程需要經過多次高溫加工，工作環境溫度較高的會使用Tg180的板材。

確定PCB板材的Tg值需要考慮以下因素：

是否使用無鉛焊接工藝

有鉛焊接工藝的溫度范圍為210~245℃，無鉛焊接工藝溫度范圍通常為220~260℃。

FR4板材有一個Td值（熱分解溫度），通常定義為失去原質量5%時對應的分解溫度點，當板材被加熱到這個溫度的時候，樹脂內的化學鍵開始斷裂并伴隨有揮發成分溢出，PCB基材里的樹脂變少。

以建滔的板材為例，常規FR4 板材 KB-6160  Tg值為135℃，5%質量損失Td值為305℃，FR4無鉛板材 KB-6168LE Tg值為 185℃，5%質量損失Td值為359℃。

如果使用常規Tg135的板材KB-6160，在無鉛加工環境下最高溫度會達到260℃，雖然沒達到5%質量損失Td值305℃，但是已經開始損失1.5~3%的樹脂質量，會直接影響到PCB的各種電特性。同時還有可能導致焊接過程中出現分層和空洞等現象。

PCB上芯片的封裝密度

當PCB上芯片有大尺寸的BGA封裝時，一般選用高Tg的FR4板材。尤其時考慮到板子需要SMT二次加工或者多次返修的情況。

在芯片的價值比較高的情況下，高Tg的板材的熱穩定性能夠減少溫度變化導致的PCB的走線和焊盤的連接出現裂紋，焊盤變形等情況發生，從而提高PCBA的生產良率。

同時高Tg的板材在PCB生產加工時的可靠性高，當PCB的孔間距低于12mil時，使用高tg的板材的板材能夠有效減少過孔加工的時候形成的燈芯效應，提高PCB的生產良率。

PCB的工作環境溫度

如果電路板將在高溫環境下工作，應選擇具有較高Tg值的板材，以確保其穩定性和可靠性。以汽車電子為例，由于汽車對于不同溫度環境下，電子設備工作的可靠性要求比較高，因此汽車電子的PCB通常需要選擇Tg值較高的PCB板材。

總的來說，選用高Tg值的板材，板材成本和加工成本都會上升，因此在選擇時需要在性能和成本之間做出權衡。根據產品具體的工作環境和性能要求來選擇合適的Tg值，以實現性能和成本的最佳平衡。

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