【技术大神】如何理解覆铜板的几个重要参数：Tg、Td、T300

2017-08-22 世强
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随着电子电路设计功率密度的持续增加，产品尺寸小型化的趋势，产品可靠性要求的不断提升，设计师在选择线路板材料的时候，更倾向于选择耐热的高可靠性覆铜板材。那么如何理覆铜板的几个常见参数：Tg， Td， T300呢？


玻璃态转化温度Tg （Glass Transition Temperature）：是高聚物由玻璃态转变为高弹态的温度。玻璃化温度是高聚物发生物理变化的一个重要参数，主要和高聚物的结构，聚集状态，交联密度等相关。对于设计师而言，Tg是衡量、表征一些玻纤布基覆铜板（如FR-4）耐热性的重要项目。在IPC-4101标准中，对于玻纤布基各类覆铜板，规定了最低Tg指标值，或Tg的指标范围，这实际上是用Tg划分出各类型板的耐热性等级。例如：Tg140℃，Tg160℃，Tg180℃等等。所以，对于高可靠性的设计，设计师倾向选择高Tg的板材。Tg作为有铅焊接中板材耐热性的符号，确有代表性。


然而自从欧盟实施WEEE和RoHS以来，标志着全球电子行业进入了无铅焊接时代。ROHS将直接影响电子产品安装过程中的回流焊和波峰焊条件，包括维修焊接温度：典型的无铅回流焊条件温度：245-265℃、维持1分钟；维修焊接温度峰值将达到300℃、维持几秒钟。无铅焊接出现后，笔者结合量产经验，发现Tg的高低不能再表达板材是否耐的更高温度和更大的热量。部分FR-4产品，Tg虽然有180℃，但是Td却低于330℃，不适合无铅制程。于是IPC有了进一步更精确指标的需求-无铅兼容FR-4的要求：Td≥340℃；T300≥2min，Z-CTE≤3.5%（50-260℃）。


这里提到的Td，是指热分解温度Td（Thermal decomposition temperature）：高聚物开始分解的温度。对于覆铜板来说是指板材受热分解，当热失重达到5%时的温度。


T300热分层时间，是指将覆铜板放在一定温度下，以恒定速率升温到设定温度300℃，在该温度下恒温，直至试样发生不可逆转的厚度变化-即分层-时所经历的时间。


TD数值越高，T300越高，PCB的可靠性就越好，越能满足无铅工艺要求。特别是设计需要多次压合及多次无铅焊接要求的时候。


ROGERS 92ML，是在阻燃环氧树脂体系中，添加了高导热陶瓷填料，具备电子级玻纤布做支撑材的覆铜板产品。92ML TC=2W/MK，Tg虽然只有160℃，但是TD达到400℃，T300>5min，轻松满足无铅制程需求。并且，92MLHF是环境友好型材料，满足halogen free。对于工作环境苛刻，需要高散热需求的设计，92MLHF是个理想板材选择。


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  • frankye Lv7 资深专家 2018-12-29
    halogen free是什么意思
  • 意外之外 Lv7. 资深专家 2019-12-10
    学习，头一次接触PCB的专业知识。
  • Timm Lv9. 科学家 2019-01-23
    PCB板的几个参数学习了
  • 用户49108147 Lv4. 资深工程师 2019-01-23
    学习
  • wch7475 Lv8. 研究员 2019-01-19
    了解了
  • 用户38544856 Lv8. 研究员 2019-01-19
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  • 项目研发 Lv6. 高级专家 2019-01-15
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  • 哒哒 Lv6. 高级专家 2019-01-13
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  • 红土地 Lv7. 资深专家 2019-01-12
    学习了
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