玻璃转化温度（Glass Transition Temperature，Tg）是所有塑胶及环氧树脂材料最重要的特性之一，其实Tg值也是PCB的玻璃纤维布的品质指标之一，不过相较于HDT（Heat Deflection Temperature）似乎又没有那么重要了，Tg值一般泛指塑料微观中高分子链开始具有大链结运动时的温度。
若应用温度低于玻璃转化温度(Tg)时，分子链节的运动大部分会被冻结(frozen)，呈现出较多的晶格状排列，塑料则会呈现出刚性具硬脆(brittle)特性之玻璃态(glassy state)。没错就类似玻璃的特性，坚硬但容易脆裂。
若应用温度高于玻璃转化温度(Tg)时，分子链结则会有更多的自由度可以运动，塑胶件则会呈现出柔软可绕曲的橡胶态(Rubbery state)。因此玻璃转化温度(Tg)一般为塑料发生在【玻璃态-橡胶态】相转换时之温度。
所以Tg温度与塑胶产品的设计及运用之温度范围有非常大的关系。一般而言固体塑胶件的应用温度范围通常会取在玻璃转化温度(Tg)以下，若对塑料绕曲柔软性有需求者，如橡胶，则应用温度会选取在玻璃转化温度以上，但在热变形温度以下。
要注意的是「玻璃转化」过程基本上是一段温度区域而非特定的单一温度，相对的HDT则会指向固定温度，不过一般我们在定义「玻璃转化温度（Tg）」时通常会取其在整个「玻璃转化」温度区域的中点（middle point）。
量测Tg温度的时候一般採用ASTM-E1356的【DSC (Differential Scanning Calorimetry， 差示扫描量热法 )】方法，这是一种热分析的技术， 藉助补偿器测量使样品与参考比较物达到同样温度所需的加热速率与温度的关系画出曲线，然后计算得到Tg值。
Tg值的计算
参考上图，当温度逐渐升高，通过高分子聚合物的玻璃化转变温度，DSC曲线上的基线会向着吸热方向移动。图中A点是开始偏离基线的点。将转变前、后的平坦基线延长，两线之间的垂直距离就是阶差ΔJ，在ΔJ/2处可以找到C点，从C点作切线与前基线相交于B点，B点所对应的温度值即为玻璃化转变温度Tg。
不过似乎也有很多人直接拿C点来当作Tg温度，因为计算比较简单，反正Tg就是一个参考温度而已，而且一般B点与C点的温度差异值也不大。
下图是维基百科关于PVC的DSC曲线，使用B点或C点计算出来的Tg温度只有0.1°C的差异，因为在整个DSC曲线中，Tg温区其实就是一个小涟漪而已。
延伸阅读：
Flexural Strength(弯曲强度)
Tensile Strength (拉伸强度)
Izod Impact Strength (耐冲击强度)
塑胶的特性整理 ─ 物理特性、机械特性
密度(Density)解释与ASTM-D1505及ISO-1183密度测定介绍
何谓CTE(热膨胀系数)？α2-CTE又是什么？CTE如何影响电路板品质
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请教您，何谓塑胶的化性?他的全名是…?他的化性参数包含哪先项目?
感激不尽!
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Kai,
查一下谷歌大神【塑胶的化性】应该会跑出一堆。
这种名称其实很笼统的，还要看你的目的是什么！
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熊大大您好,
有两个问题想请教:
1. 在您的文章:pcb爆板…一文中
(//m.letratesoro.com/2014/04/pcb-popcorn-prevention/)有提到delamination, 这个分层的现象分布的状态是在树脂的位置吗?
2.承上, 如果照爆板一文所提, 是否代表板厂出货给系统厂收料时, 可能就有爆板问题, 可是系统厂只能用IPC-A-610G的规范去检验扭曲和翘曲然后允收或判退,但要如何才能针对爆板的问题去检验?因为如果看不出爆板然后要取来做reflow, 这不就问题大了?
(这2个问题会放在这问是因为此两文都和Tg有关)
感谢您的回覆
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z咖,
1.PCB爆板一般发生在胶合处，也就是PCB结构中较脆弱的地方。
2.没有听说过PCB板厂有爆板发生的问题。PCB爆板一般都是在reflow的高温过程中发生的。
Tg在PCB是否会爆板并没有太大的关系。
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您好,
请教一下针对Tg对reflow时的影响,有一派说法是”PCB压合时当温度到达Tg固化后, 材料固化完全，可以达到材料本身设计的耐热性能, 在reflow就不会受到影响”。 这个观点对不对?
感谢您的回覆
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z咖,
没听过这样的说法，也许是自己学识不够吧!
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您好，抱歉没有详述清楚
BGA crack 是在第二次reflow 之后经由cross section or dye and pry analysis 确认确实有发生，尚未接续到后面任何制程，所以是单纯过完2nd reflow 之后断的，第一次reflow 之后，也有做过关的cross section or dye and pry analysis 确定都没有看到，故才断定为第二次。目前推断为热应力所造成，怀疑是2nd reflow process BGA package, PCB 的 CTE mismatch 和warpage原故。如果您有其他的想法，再请提出讨论，谢谢!
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Ray,
贵公司这样的测试方法是不严谨的，因为无法确认做第二次Reflow切偏的板子在第一次Reflow时真的没有问题，除非数量做得够多，可以有明显差异，或是第一次Reflow的切片完全没有问题，但到了第二次Reflow时就全裂开。
其实我们是觉得板子变形机会大一点，BGA的锡球凝固后，电路板会渐渐回温然后变形也会慢慢恢復，如果从BGA的锡球凝固到板子恢復常温时的变形量够大也会产生锡裂的情形。
板子变形的因素很多，Tg只是其中一项，最大的问题在板子上面铜箔分佈不均与结构不对称。
如果A、B两PCB厂，一家有问题一家没问题，请有问题的那家将材料及叠构尽量做成同没问题的那家，然后再安排实验计画确认效果。
如果真的非要找出原因，可以考虑找工研院或是实验室资讯看看该如何验证，把所有的可能列出来，然后一项一项排除，这样才是解决问题的方法。
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谢谢回覆。会看CTE的原因是因为A,B 两家PCB只有solder mask Tg 较低且CTE较高的那个发生断头的机率相对高非常多 (当然crack还有其他复合因子)，发生的位置是位于IMC层最靠solder ball的那层，也就是(Ni,Sn)层，我不确定是否跟CTE有关，但总感觉有很大机率是两家板子的特性有差异所造成，如果以经验谈CTE造成的差异很小，那么如果是看Tg的差异，或许可以用warpage观点来解释，对吗? 谢谢!
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Ray,
BGA会发生断裂（双球(HoP或HIP)不在此列）一定是应力造成，应力又分为内应力及外应力，通常为外应力，外应力来源有板弯板翘、重击、落下…等。
跟Tg相关的，一般就是板弯板翘，一片板子过第一次Reflow时稍微变形，过第二次Reflow后严重变形，板子变形后又被那去做测试及安装在机壳内，原本已经变形的板子又被强迫扳回正成的样子，不过BGA的锡球已经定型，然后就发生断裂，这是最典型的BGA锡球断裂的原因。
不晓得你如何确认第一次ReflowBGA锡球没有断裂，而是第二次Reflow时才断裂？因为电气上还无法测试第一次Reflow后的板子。
如果你的BGA锡球是在板子测试或机壳组装时才发生断裂，我会强烈建议你去量测「应力-应变」分析(Strain-Gauge)，看看板子在侧是治具内及被组装到机壳内的变形量有多大。
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您好，因为我的认知是，Tg 以上是看α2-CTE，所以才会这样问
请问如果第二次reflow 发生BGA 断头的结果 (第一次都没有断)，通常是否跟Tg造成的 warpage 比较有关，也就是说PCB 的PP CTE比较没有关系? 但如果某A的PCB solder mask 的 Tg 比某B 的Tg 还低，BGA刚好都是发生在A的部分，有机会解释为这边的Tg是有关连的吗?
Thanks.
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Ray,
不晓得为何你一定要得看CTE或α2-CTE，相对于PCB 变形量来说，PCB的CTE是非常小的（α2-CTE之上限为300PPM/℃）。如果是BGA断头，建议要观察其断裂的位置在Ball的哪个位置，同一颗Ball断裂的位置不一样，其原因也不一样，大体可以区分断在PCB处，断在锡球中间处，断在BGA封装处，每个地方的断裂又可以细分是外力撕开还是吃锡不良，如果是PCB端或BGA 封装处又可以再看是断在IMC处还是其他地方
如果硬要看PCB的CTE，还得区分是X-Y 方向的CTE还是Z方向的CTE，各自会产生的结果也不一样，Z-CTE只会拉扯PCB 层间连接处，X-Y-CTE才可能影响会BGA 锡球，我的经验里只有COB这类Wire Bonding细小的焊球会因为CTE而造成影响，一般BGA封装的锡球还没听说过CTE会影响焊性。
也许你的例子比较特殊吧！又或许你的问题是我没碰过的。
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您好，请问PCB Tg 和 CTE 间的关系要如何解释呢? 例如: 某 PCB 的solder mask Tg 为 97.3 ce, α2 CTE 为 143 ppm/ce
是指当温度到了97.3度时，每上升一度会有143ppm的变形量 ?
Thanks.
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Ray,
为什么你会认为Tg与CTE有关系呢？
星期一会发表一篇CTE相关的文章，建议你先弄清楚Tg(玻璃转移温度)是什么CTE(膨胀系数)又是什么。
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你好，文中涉及到的两处HDT略有不同。这是否正确？
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Wong,
谢谢提醒。
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