Co to jest współczynnik rozszerzalności?

Co to jest współczynnik rozszerzalności?

Współczynnik rozszerzalności, znany również jako współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE), odnosi się do szybkości, z jaką materiał rozszerza się lub kurczy pod wpływem zmian temperatury. W kontekście branży PCB odnosi się to konkretnie do rozszerzalności materiału PCB podczas jego nagrzewania.

CTE jest zazwyczaj wyrażane w częściach na milion (ppm) rozszerzonych na każdy stopień Celsjusza, o który materiał jest ogrzewany. Jest to ważna właściwość, którą należy wziąć pod uwagę przy projektowaniu i produkcji PCB, ponieważ może wpływać na niezawodność i wydajność płytki. CTE podłoża PCB jest zwykle wyższe niż CTE miedzi. Ta różnica w CTE między podłożem a miedzią może prowadzić do problemów z połączeniami, gdy PCB jest podgrzewane. Dlatego zrozumienie i zarządzanie CTE materiałów użytych w produkcji PCB ma kluczowe znaczenie.

Na CTE materiału PCB wpływają różne czynniki, w tym skład i struktura materiału. Wzdłuż osi X i Y (kierunki poziome) CTE jest na ogół niskie, zwykle około 10 do 20 ppm na stopień Celsjusza, ze względu na obecność tkanej tkaniny szklanej, która ogranicza materiał w tych kierunkach. Jednak w kierunku Z (kierunek pionowy) materiał musi być w stanie się rozszerzać, aby uwzględnić rozszerzalność cieplną, dlatego pożądane jest niskie CTE wzdłuż osi Z. Zaleca się dążyć do CTE mniejszego niż 70 ppm na stopień Celsjusza wzdłuż osi Z.

Temperatura zeszklenia (Tg) jest krytycznym punktem na krzywej CTE. Jest to temperatura, w której zmienia się zachowanie materiału, a jeśli temperatura przekroczy Tg, podłoże mięknie i nie rozszerza się dalej. Ważne jest uwzględnienie Tg materiału PCB w odniesieniu do jego CTE.