【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

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。


相关技术文档:

Rogers 92ML高导热型覆铜层压板数据手册 详情>>>


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