從 Tg 到組裝與長期可靠性
核對測法、熱膨脹與使用條件,建立清楚的材料規格。
詢價資料寫上「FR-4、Tg170」,仍可能沒有說清楚兩件事:這個 Tg 是用什麼方法測得,以及產品實際需要承受什麼溫度條件。
回焊時短時間受熱,與裝置多年運作期間持續發熱,需要評估的條件不同。選材時若把兩者混在一起,就容易把材料的一個數字,誤當成整片 PCB 的可靠性保證。
對 RD 而言,Tg 是重要的材料指標,但還需要搭配以下五個條件,才能形成可採購、可製造及可驗證的規格。
Tg 是玻璃轉移溫度。對常見的環氧玻纖基材而言,它描述樹脂在一段溫度範圍內,機械性質發生轉變的現象,再依約定方法報告一個代表溫度。
它不是把板材加熱到熔化的溫度,也不能直接當成成品的連續工作溫度。
比較材料時,還要核對測試方法:
台燿 TU-768 官方資料就分別列出三種方法的 Tg,數值並不相同。因此,採購規格應將測法寫清楚,避免跨方法直接比較或自行換算。
材料示例:台燿 TU-768

回焊評估需要知道峰值溫度、受熱時間、加工次數,以及是否可能返修。單看 Tg,無法完整回答這些問題。
材料資料表中,另外兩類常見指標是:
這些數據描述不同的材料行為,不能互相替代,也不能直接換算成產品可以通過幾次回焊。
資料示例:Isola I-Speed 材料特性
Panasonic HIPER 系列公開資料也能看到,不同材料的 Tg 與 Td 並不按照相同順序排列。這說明選到較高 Tg,仍然需要另外核對 Td。
PCB 受熱時,樹脂、玻纖與銅的膨脹行為並不相同。跨過 Tg 後,樹脂膨脹加快,可能增加結構應力;過度的 Z 軸膨脹,會對導通孔結構形成負擔。
技術參考:Altera:PCB 玻璃轉移溫度與膨脹
因此,應分開確認:
資料表中的 ppm/°C 與累積膨脹百分比,是不同形式的指標,不能只比數字大小。
提高 Tg 可能是改善材料組合的一部分,但仍須核對實際膨脹數據、結構與製程。材料牌號不能取代孔壁及成品可靠性驗證。
組裝時能承受短時間受熱,與產品能否在指定環境下持續運作,是兩項不同的熱可靠性需求。
技術參考:Isola:組裝與使用環境的熱可靠性
原廠資料可能另外列出最高操作溫度(MOT)等資訊。前述 TU-768 就將操作溫度與 Tg 分開列示;使用時仍應核對其適用結構及認可條件。
選材前,建議先釐清:
不能只用「Tg 減去固定幾度」,就推定所有材料與產品的安全連續工作溫度。
相同 Tg 的材料,電性、吸濕、膨脹、加工與供應條件仍需分別確認。
高速訊號要核對介電常數 Dk、介電損耗 Df、銅箔及實際疊構;散熱需求則需另看導熱與整體熱設計。不能從 Tg 推定這些特性。
詢價或討論替代材料時,建議提供:
替代料也應逐項比對,再確認可用厚度、半固化片組合與製造條件。只註明「同 Tg 可替代」,可能漏掉原本設計依賴的特性。
PCB Tg 選擇的重點,是讓材料的轉移特性、組裝承受能力、熱膨脹與長期使用條件相互配合。
資料不足時,先整理工況與驗證需求,再與材料供應及製造端確認候選料號,比單純提高 Tg 數字更有助於做出可追溯的選材決策。
如需向 eCloud 評估 PCB 打樣,可提供 Gerber、疊構、製作要求與需求數量,並註明指定材料、Tg 測法及替代限制,方便確認製造條件、報價與交期。