Cos'è il coefficiente di espansione

Cos'è il coefficiente di espansione

Il coefficiente di espansione, noto anche come coefficiente di espansione termica (CTE), si riferisce alla velocità con cui un materiale si espande o si contrae quando è soggetto a variazioni di temperatura. Nel contesto dell'industria dei PCB, si riferisce specificamente all'espansione di un materiale PCB quando si riscalda.

Il CTE è tipicamente espresso in parti per milione (ppm) espanse per ogni grado Celsius a cui il materiale viene riscaldato. È una proprietà importante da considerare nella progettazione e produzione di PCB poiché può influire sull'affidabilità e sulle prestazioni della scheda. Il CTE di un substrato PCB è solitamente superiore a quello del rame. Questa differenza nel CTE tra il substrato e il rame può portare a problemi di interconnessione quando il PCB viene riscaldato. Pertanto, comprendere e gestire il CTE dei materiali utilizzati nella fabbricazione di PCB è fondamentale.

Il CTE di un materiale PCB è influenzato da vari fattori, tra cui la composizione e la struttura del materiale. Lungo gli assi X e Y (direzioni orizzontali), il CTE è generalmente basso, in genere intorno ai 10-20 ppm per grado Celsius, a causa della presenza di vetro intrecciato che vincola il materiale in queste direzioni. Tuttavia, nella direzione Z (direzione verticale), il materiale deve essere in grado di espandersi per adattarsi all'espansione termica, quindi è auspicabile un CTE basso lungo l'asse Z. Si consiglia di puntare a un CTE inferiore a 70 ppm per grado Celsius lungo l'asse Z.

La temperatura di transizione vetrosa (Tg) è un punto critico sulla curva CTE. È la temperatura alla quale cambia il comportamento del materiale e, se la temperatura supera la Tg, il substrato si ammorbidisce e non si espande ulteriormente. È importante considerare la Tg del materiale PCB in relazione al suo CTE.