열팽창계수(CTE)란 무엇인가요?

열팽창계수(CTE)란 무엇인가요?

열팽창 계수(CTE)는 PCB 재료가 온도 변화에 노출될 때 팽창하거나 수축하는 속도를 정량화하는 매개변수입니다. 일반적으로 섭씨 온도당 백만분의 1(ppm/°C) 단위로 측정됩니다. CTE는 보드의 신뢰성과 성능에 영향을 미치기 때문에 중요합니다.

PCB 재료가 온도 변화를 받으면 열 에너지의 증가 또는 감소로 인해 팽창 또는 수축을 겪습니다. CTE 값은 온도 변화 섭씨 1도당 발생하는 치수 변화량을 나타냅니다. CTE 값이 높을수록 재료가 온도 변화에 따라 더 크게 팽창하거나 수축한다는 것을 나타냅니다.

PCB 제작에 사용되는 다양한 소재의 CTE 값을 고려하는 것이 중요합니다. 예를 들어, FR-4와 같은 기판 재료의 CTE는 일반적으로 전도성 트레이스에 일반적으로 사용되는 구리보다 높습니다. 기판과 구리 사이의 CTE 불일치는 온도 사이클링 중에 PCB에 응력과 변형을 초래하여 박리 또는 균열과 같은 신뢰성 문제를 일으킬 수 있습니다.

CTE 값은 팽창 방향에 따라 달라질 수 있습니다. PCB의 수평 방향을 나타내는 X축과 Y축에서는 재료의 팽창을 제한하는 직조 유리 보강재가 존재하기 때문에 일반적으로 CTE 값이 낮습니다. 그러나 PCB 표면에 수직인 Z축에서는 재료가 자유롭게 팽창하거나 수축할 수 있습니다. 따라서 이 방향에서 PCB의 팽창과 수축을 줄이려면 Z축을 따라 CTE를 최소화하는 것이 중요합니다. 이상적으로는 Z축을 따라 70ppm/°C 미만의 CTE가 권장됩니다.

또 다른 중요한 측면은 유리 전이 온도(Tg)입니다. Tg는 재료가 딱딱한 상태에서 보다 유연한 상태로 전환되는 온도입니다. Tg를 초과하면 치수 변화와 잠재적인 신뢰성 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 PCB를 설계하고 제조할 때 Tg를 고려하는 것이 필수적입니다.