不同PCB基材Tg值面对无铅HASL高温的表现差异有多大

    PCB 行业的朋友，大家好！上一篇咱们聊了无铅 HASL 高温对 PCB 基材 Tg 的影响，今天有朋友追问：不同 Tg 值的 PCB 基材，在无铅 HASL 工艺下的表现到底差多少？ 比如常规 Tg 基材和高 Tg 基材，是不是真的像大家说的那样，一个 “扛不住”，一个 “稳如狗”？今天咱们就用问答的形式，实测对比一下不同基材的表现。

 

问：市面上常见的 PCB 基材，按 Tg 值分有哪几类？答：目前 PCB 行业常用的基材，按 Tg 值主要分三类：第一类是常规 Tg 基材，Tg 值一般在 130-150℃，主要是普通 FR-4 基材，成本低，适合对耐热性要求不高的消费类电子产品，比如低端玩具、普通遥控器的 PCB。第二类是中高 Tg 基材，Tg 值在 170-190℃，属于改性 FR-4 基材，通过在树脂中添加特殊成分，提高了玻璃化转变温度，性价比高，是无铅工艺的主流选择。第三类是高 Tg 基材，Tg 值≥200℃，比如高 Tg FR-4、聚酰亚胺（PI）基材，耐热性极佳，适合高温、高可靠性的场景，比如汽车电子、工业控制设备的 PCB。

 

问：这三类基材，在无铅 HASL 高温下的变形程度差异有多大？答：我们做过一个小测试，用相同尺寸（100mm×100mm，厚度 1.0mm）的三类基材 PCB，经过相同的无铅 HASL 工艺（温度 250℃，停留时间 4 秒），测量其翘曲度。结果很明显：常规 Tg 基材的翘曲度达到了 0.8%，超过了行业标准的 0.5% 上限，而且冷却后无法完全恢复平整；中高 Tg 基材的翘曲度在 0.3% 左右，符合标准要求；高 Tg 基材的翘曲度只有 0.1%，几乎看不出变形。

为啥差异这么大？因为常规 Tg 基材的 Tg 值远低于无铅 HASL 温度，高温下基材软化严重，而高 Tg 基材的 Tg 值远超工艺温度，基材始终保持玻璃态，力学性能稳定。

 

问：除了变形，在分层和耐老化方面，不同 Tg 基材的表现有啥不同？答：分层是 PCB 的致命缺陷，而无铅 HASL 高温是分层的主要诱因之一。常规 Tg 基材在经过无铅 HASL 后，用显微镜观察，能看到基材与铜箔之间出现微小的缝隙，这就是分层的前兆。如果再进行二次返工，缝隙会扩大，甚至出现明显的分层现象，导致 PCB 直接报废。中高 Tg 基材经过一次无铅 HASL 后，没有明显缝隙；二次返工后，会出现轻微缝隙，但不影响使用；三次返工后，缝隙才会达到临界值。而高 Tg 基材，即使经过三次无铅 HASL 高温处理，基材与铜箔之间依然紧密结合，没有分层迹象。

 

在耐老化方面，我们把三类基材的 PCB 放在 125℃的老化箱里烘烤 1000 小时，然后测试 Tg 值变化。常规 Tg 基材的 Tg 值下降了 20℃，中高 Tg 基材下降了 8℃，高 Tg 基材只下降了 3℃。这说明 Tg 值越高的基材，热稳定性越好，抗老化能力越强。

 

问：是不是所有 PCB 都要选高 Tg 基材？有没有性价比更高的选择？答：不一定，要根据产品需求来选。如果是做低端消费类产品，比如普通充电宝、小家电的 PCB，用中高 Tg 基材就足够了，能满足无铅 HASL 工艺要求，而且成本比高 Tg 基材低不少。但如果是做汽车电子（比如发动机控制板）、工业控制（比如变频器 PCB）、航天航空等高端产品，必须选高 Tg 基材。因为这些产品在使用过程中，会面临高温、湿热等恶劣环境，对 PCB 的可靠性要求极高，高 Tg 基材是保障产品寿命的关键。

 

    最后总结一句：不同 Tg 值的基材，在无铅 HASL 高温下的表现天差地别。选基材不是越贵越好，而是要 “按需匹配”，既要满足工艺要求，又要控制成本。