Ключові висновки

Визначення Tg: Температура склування — це критичний діапазон температур, у якому аморфний полімер переходить із твердого склоподібного стану у м'який високоеластичний.
Не є точкою плавлення: Склування не є плавленням смоли; це оборотний термодинамічний фазовий перехід другого роду.
Стрибок CTE по осі Z: Вище Tg вертикальне теплове розширення ламінату зростає на 400%--500% (з ~50 ppm/°C до ~260 ppm/°C), створюючи значні розтяжні навантаження на отвори PTH.
Класифікація: Стандартний FR-4 ($T_g \approx 130\text{--}140^\circ\text{C}$), Mid-$T_g$ ($T_g \approx 150^\circ\text{C}$) та High-$T_g$ ($T_g \ge 170^\circ\text{C}$).
Коли необхідний High-Tg: Обов'язковий для багатошарових плат від 8 шарів, безсвинцевого монтажу ($260^\circ\text{C}$) та промислових пристроїв з нагрівом понад $100^\circ\text{C}$.

Що таке температура склування? Фізика та визначення

У фізиці полімерів температура склування пов'язана з кінетикою молекулярних ланцюгів. У полімеризованій епоксидній матриці ланцюги зафіксовані. При нагріванні вище $T_g$ вони отримують достатньо енергії для ковзання, знижуючи пружність та збільшуючи теплове розширення.

Методи вимірювання Tg за IPC

Застосовуються три нормативні методи IPC-TM-650:

Диференціальна сканувальна калориметрія (DSC, IPC-TM-650 2.4.25)
Термомеханічний аналіз (TMA, IPC-TM-650 2.4.24)
Динамічний механічний аналіз (DMA, IPC-TM-650 2.4.24.4)

Часті запитання щодо Tg друкованих плат

Що означає температура склування для друкованої плати?

Це поріг, за якого підкладка плати втрачає жорсткість і починає стрімко розширюватися по осі Z.

Чи є Tg максимальною робочою температурою?

Ні, тривала робоча температура пристрою повинна бути щонайменше на 20--30 °C нижчою за Tg.

Чому для безсвинцевого паяння потрібен High-Tg?

Температура паяння досягає 260 °C. Матеріали High-Tg захищають перехідні отвори від розривів та розшарування.

Пов'язані ресурси та технічні посібники

/blog/fr4-material-properties - Complete FR-4 material properties, Dk, and thermal specifications
/materials - High-Tg and high-frequency substrate materials catalog
/pcb - Fabrication specifications for high-layer-count multilayer circuit boards
/pcba - Lead-free RoHS surface-mount assembly thermal profiles