FR4-Material und Tg: was die Zahlen bedeuten
Ein kurzer Ratgeber zum Standard-Basismaterial für Leiterplatten, zur Glasübergangstemperatur und zur Frage, welche Tg Ihre Platine braucht.
Was FR4 ist
FR4 ist das am häufigsten verwendete Basismaterial für Leiterplatten: Glasfasergewebe, getränkt mit Epoxidharz und flammhemmend ausgerüstet („FR“). Es ist mechanisch fest, elektrisch isolierend, nimmt fast kein Wasser auf und ist günstig; deshalb wird es für die meisten Platinen verwendet.
Typische Eigenschaften
| Eigenschaft | Typischer Wert |
|---|---|
| Dielektrizitätszahl | etwa 4,2 bis 4,8, je nach Frequenz und Harzanteil |
| Wärmeleitfähigkeit | etwa 0,3 W/m·K, praktisch ein Isolator |
| Wasseraufnahme | sehr gering |
| Flammwidrigkeit | selbstverlöschend (das „FR“ im Namen) |
Maßgeblich ist das Datenblatt des tatsächlich verwendeten Laminats; die obigen Werte sind Richtwerte.
Was Tg bedeutet
Die Glasübergangstemperatur (Tg) ist die Temperatur, bei der das Harz zu erweichen beginnt. Unterhalb von Tg dehnt sich die Platine wenig aus; darüber wächst die Ausdehnung — besonders in Dickenrichtung — auf ein Mehrfaches. Das belastet das Kupfer in den durchkontaktierten Löchern. Tg ist keine maximale Betriebstemperatur: Halten Sie die Betriebstemperatur deutlich darunter.
Tg-Optionen bei PCB-ELECTRA
| Tg | Einsatz |
|---|---|
| 135 °C (Standard) | Einfache 1- und 2-Lagen-Platinen, normale Bestückung |
| 150 °C | Höhere thermische Belastung: mehrere Lötgänge, dickere Platinen, höhere Betriebstemperatur |
| 170 °C | Multilayer, wiederholtes Reflow-Löten, anspruchsvolle thermische Bedingungen |
Höhere Tg-Optionen werden gesondert berechnet; der Rechner zeigt die Auswirkung sofort. Als Richtschnur gilt: Ab 4 Lagen ist eine höhere Tg die sicherere Wahl, weil der dickere Aufbau bei Verpressung und Löten mehr thermische Belastung erfährt.
Warum bleifreies Löten die Frage aufwirft
Bleifreies Lot wird bei höheren Temperaturen verarbeitet als bleihaltiges. Eine Platine, die ein- oder zweimal ein bleifreies Reflow-Profil durchläuft oder nachgearbeitet wird, profitiert von einer höheren Tg, während eine einfache, einmal wellengelötete Platine mit dem Standardwert auskommt.
So wählen Sie
- 1- oder 2-lagig, normale Bestückung, moderate Betriebstemperatur: Tg 135 °C.
- Mehrere Lötgänge, dicke Platine oder Wärme in Platinennähe: Tg 150 °C.
- 4 oder 6 Lagen, wiederholtes Reflow oder hohe Temperaturen: Tg 170 °C.
- Ist die Wärme das Hauptproblem und nicht das Laminat, ziehen Sie eine Aluminiumplatine in Betracht: siehe FR4 oder Aluminium.
Wählen Sie die Tg im Preisrechner; alle Optionen sind unter Technologie aufgeführt. Mehr zum Lagenaufbau im Ratgeber Lagenaufbau.
Häufige Fragen
Was bedeutet der Tg-Wert?
Die Glasübergangstemperatur, bei der das Laminat zu erweichen beginnt. Darüber verliert die Platine an Steifigkeit und dehnt sich in der Dicke stärker aus.
Welche Tg-Werte bieten Sie an?
Tg 135, 150 und 170 °C.
Wann brauche ich einen höheren Tg?
Für bleifreies Löten mit mehreren Reflow-Zyklen, für Platinen, die im Betrieb warm werden, und für Multilayer mit vielen Bohrungen.
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