什么是Tg值？

非晶态高分子材料的三种力学状态

玻璃态（Glassy State）：指组成原子不存在结构上的长程有序或平移对称性的一种无定型固体状态。通俗说就是保持类玻璃特性的固体状态。

高弹态（Rubbery State）：指链段运动但整个分子链不产生移动。通俗说就是受力会变形，但撤掉力后可以完全恢复的固体状态。

粘流态（Viscous Flow）：指在较高温度，较大外力长时间的作用下所处的力学状态。通俗说就是变成了可以流动的液体状态。

Tg就是高分子材料从玻璃态往高弹态过渡的起始温度点，Tg值越高，材料耐温变形性能力越强。

如何选择PCB板材的Tg值？

业界长期以来以Tg值来划分FR-4板材的等级，通常认为Tg值越高，板材的可靠性越高。

标准FR4 Tg在130–140°C之间，中位Tg为150°C，高Tg大于170°C。一般来讲消费类电子产品的主板通常使用Tg135的板材，CPU主板，DDR内存基板，IC封装用基板等生产过程需要经过多次高温加工，工作环境温度较高的会使用Tg180的板材。

确定PCB板材的Tg值需要考虑以下因素：

是否使用无铅焊接工艺

有铅焊接工艺的温度范围为210~245℃，无铅焊接工艺温度范围通常为220~260℃。

FR4板材有一个Td值（热分解温度），通常定义为失去原质量5%时对应的分解温度点，当板材被加热到这个温度的时候，树脂内的化学键开始断裂并伴随有挥发成分溢出，PCB基材里的树脂变少。

以建滔的板材为例，常规FR4 板材 KB-6160  Tg值为135℃，5%质量损失Td值为305℃，FR4无铅板材 KB-6168LE Tg值为 185℃，5%质量损失Td值为359℃。

如果使用常规Tg135的板材KB-6160，在无铅加工环境下最高温度会达到260℃，虽然没达到5%质量损失Td值305℃，但是已经开始损失1.5~3%的树脂质量，会直接影响到PCB的各种电特性。同时还有可能导致焊接过程中出现分层和空洞等现象。

PCB上芯片的封装密度

当PCB上芯片有大尺寸的BGA封装时，一般选用高Tg的FR4板材。尤其时考虑到板子需要SMT二次加工或者多次返修的情况。

在芯片的价值比较高的情况下，高Tg的板材的热稳定性能够减少温度变化导致的PCB的走线和焊盘的连接出现裂纹，焊盘变形等情况发生，从而提高PCBA的生产良率。

同时高Tg的板材在PCB生产加工时的可靠性高，当PCB的孔间距低于12mil时，使用高tg的板材的板材能够有效减少过孔加工的时候形成的灯芯效应，提高PCB的生产良率。

PCB的工作环境温度

如果电路板将在高温环境下工作，应选择具有较高Tg值的板材，以确保其稳定性和可靠性。以汽车电子为例，由于汽车对于不同温度环境下，电子设备工作的可靠性要求比较高，因此汽车电子的PCB通常需要选择Tg值较高的PCB板材。

总的来说，选用高Tg值的板材，板材成本和加工成本都会上升，因此在选择时需要在性能和成本之间做出权衡。根据产品具体的工作环境和性能要求来选择合适的Tg值，以实现性能和成本的最佳平衡。

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