為什么要關(guān)注高TG板材

現(xiàn)在，電子設(shè)備的性能越來越強(qiáng)，對電路板的要求也越來越高。以前的電路板多用于低速、低功率的產(chǎn)品，對耐熱性要求不高。但現(xiàn)在的電子產(chǎn)品經(jīng)常在高溫、高頻、高功率條件下工作，這對電路板的材料提出了更高的要求。

比如，在通信設(shè)備、服務(wù)器、汽車電子、LED照明、工業(yè)控制設(shè)備中，電路板需要長時間穩(wěn)定工作。如果電路板本身不能承受高溫或高應(yīng)力，就容易出現(xiàn)變形、開裂、分層、導(dǎo)電失效等問題，進(jìn)而導(dǎo)致整個系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至損壞。

高TG板材并不是只能用在特殊場合。隨著電子產(chǎn)品熱負(fù)荷的增加，越來越多的普通設(shè)備也開始采用高TG材料。因此，了解高TG板材的性能特點和適用場景已經(jīng)變得非常必要。

高TG板材的基本技術(shù)原理

什么是TG值

TG值是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的簡稱。它表示樹脂材料從硬脆狀態(tài)轉(zhuǎn)變成軟韌狀態(tài)的溫度點。當(dāng)溫度低于TG值時，材料保持硬而穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。溫度一旦超過TG值，材料就會變軟，容易變形，機(jī)械強(qiáng)度下降，電氣性能也會不穩(wěn)定。

電路板中使用的基材大多是玻璃纖維布和環(huán)氧樹脂。樹脂決定了TG值的高低。普通電路板的TG值一般在130℃左右，而高TG板材的TG值通常大于170℃，有些甚至可以達(dá)到200℃以上。

為什么高TG值很重要

在高溫環(huán)境下，電路板要承受熱沖擊、熱脹冷縮、持續(xù)加熱等情況。如果材料的TG值太低，就會快速老化，容易膨脹、翹曲或斷裂。高TG板材可以在高溫下保持結(jié)構(gòu)不變，電性能也不會明顯下降。

高TG材料還有一個特點，它們在吸濕、熱膨脹、電氣絕緣等方面比普通材料表現(xiàn)更好。特別是在多層板、高密度布線、大電流傳輸中，高TG材料提供了更可靠的支撐。

高TG板材也適合用于回流焊等高溫加工工藝。普通板材可能在焊接時就開始分層或者起泡，而高TG材料可以承受多次加熱不出問題。

高TG板材的主要性能特點

一、熱穩(wěn)定性好

高TG板材最明顯的優(yōu)勢就是在高溫下能保持穩(wěn)定。不管是在持續(xù)高溫環(huán)境中，還是在頻繁熱沖擊中，它都不容易變形。它適用于工作溫度高于150℃的場合，尤其適合功率大、發(fā)熱多的元件密集區(qū)域。

二、機(jī)械強(qiáng)度高

在高溫條件下，普通板材容易變軟。而高TG板材在高溫下仍然保持較高的機(jī)械強(qiáng)度。它的抗彎、抗壓能力更強(qiáng)，不容易因為機(jī)械壓力或熱應(yīng)力而損壞。

三、電氣性能穩(wěn)定

高TG板材的電氣性能也很出色。它具有良好的絕緣性能和低介電常數(shù)，適用于高頻高速信號傳輸?shù)碾娐?。即使在高溫、高濕環(huán)境下，它也能保持低漏電、低損耗的表現(xiàn)。

四、耐化學(xué)腐蝕性好

電子產(chǎn)品常常暴露在濕氣、化學(xué)品、油污等環(huán)境中。高TG板材的樹脂體系更穩(wěn)定，不容易因為接觸化學(xué)物質(zhì)而發(fā)生性能下降。它適用于對環(huán)境要求較嚴(yán)苛的產(chǎn)品。

五、加工適應(yīng)性強(qiáng)

高TG材料適合使用現(xiàn)代SMT工藝，比如回流焊、波峰焊等。它不容易因為高溫焊接而變形開裂，也能承受多次加熱過程，是多層板加工的重要基礎(chǔ)材料。

高TG板材的典型應(yīng)用場景

一、高性能服務(wù)器與計算機(jī)主板

服務(wù)器在工作時發(fā)熱量很大，而且長時間不間斷運(yùn)行。主板上有很多大功率芯片，散熱要求高。高TG板材提供了足夠的熱穩(wěn)定性和可靠性，是服務(wù)器和工業(yè)計算機(jī)的理想選擇。

高端計算機(jī)主板也常常使用高TG材料，特別是在超頻或高負(fù)載工作時，可以降低故障率。

二、通信設(shè)備與5G基站

通信設(shè)備要在高頻、高速條件下傳輸信號，對電路板的電性能要求高。高TG材料不僅保證了熱穩(wěn)定性，也提供了良好的信號傳輸條件。

在5G基站中，功率大、信號多、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜。使用高TG板材，可以減少系統(tǒng)故障和維護(hù)成本。

三、汽車電子系統(tǒng)

汽車電子系統(tǒng)的工作環(huán)境非常復(fù)雜。發(fā)動機(jī)控制模塊、變速箱控制單元、電池管理系統(tǒng)等都要承受較大的溫差和機(jī)械震動。

高TG板材可以保證這些模塊在高溫高濕甚至沖擊環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，特別是在新能源汽車中使用非常廣泛。

四、LED照明系統(tǒng)

LED發(fā)熱明顯，特別是在大功率LED中，熱量積聚嚴(yán)重。如果散熱不好，就會降低亮度、縮短壽命。

高TG板材能夠耐高溫，并與導(dǎo)熱填料配合使用，幫助LED模塊更好地散熱。這可以提升整個照明系統(tǒng)的效率和使用壽命。

五、工業(yè)控制設(shè)備

工控設(shè)備經(jīng)常要在高溫、高濕、高壓等惡劣環(huán)境中使用。比如變頻器、PLC、馬達(dá)驅(qū)動器等。

這些設(shè)備需要長期運(yùn)行，不允許頻繁出錯。高TG材料能承受這些苛刻條件，是工控產(chǎn)品的首選基板材料之一。

六、醫(yī)療和航天設(shè)備

醫(yī)療設(shè)備和航天電子要求極高的穩(wěn)定性與可靠性。溫度變化、機(jī)械沖擊、電磁干擾等都可能影響正常運(yùn)行。

高TG板材能保持良好的尺寸穩(wěn)定性和電氣性能，是保障這些高端設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的重要材料。

選擇和使用高TG板材的注意事項

1. 根據(jù)實際工作溫度選擇TG值

不同的設(shè)備對耐熱要求不同。并不是TG值越高越好，而是應(yīng)該和設(shè)備的最高工作溫度相匹配。比如，如果系統(tǒng)溫度一般不超過150℃，選擇TG值在170℃以上的材料就足夠了。

2. 注意與其它材料的兼容性

高TG板材常常與導(dǎo)熱材料、金屬件、封裝膠等搭配使用。要保證熱膨脹系數(shù)、電氣性能等各方面能夠協(xié)調(diào)。避免因為材料之間的差異造成脫層、斷裂或性能下降。

3. 了解加工條件的適配性

高TG板材雖然性能好，但也需要合適的加工設(shè)備和工藝。例如鉆孔、層壓、焊接等環(huán)節(jié)，溫度、時間、壓力都要控制在合理范圍。否則可能會引起加工缺陷。

4. 考慮成本與性能的平衡

高TG材料成本比普通板材要高一些。在追求性能的同時，也要結(jié)合產(chǎn)品定位和預(yù)算。對于低溫、低速工作的產(chǎn)品，可以選擇普通材料；對于高溫、高頻應(yīng)用，則應(yīng)優(yōu)先使用高TG板材。

電子產(chǎn)品發(fā)展趨勢越來越清晰：更高頻率、更高集成度、更大功率、更小體積。這些趨勢對電路板材料提出了新的挑戰(zhàn)。

高TG板材以其出色的耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、電氣性能和穩(wěn)定性，成為電子行業(yè)中不可或缺的一部分。不論是高性能服務(wù)器，還是車載電子，甚至在醫(yī)療與航天系統(tǒng)中，都能看到高TG板材的身影。

掌握高TG板材的性能特點，了解它的適用場景，可以幫助設(shè)計人員做出更可靠的產(chǎn)品方案。同時也有助于選擇更合適的配套材料和工藝流程，提升整體系統(tǒng)的可靠性與使用壽命。