Что такое коэффициент теплового расширения (КТР)

Что такое коэффициент теплового расширения (КТР)

Коэффициент теплового расширения (CTE) - это параметр, определяющий скорость расширения или сжатия материала печатной платы при изменении температуры. Обычно он измеряется в частях на миллион на градус Цельсия (ppm/°C). CTE очень важен, поскольку он влияет на надежность и производительность платы.

Когда материал печатной платы подвергается температурным колебаниям, он подвергается расширению или сжатию из-за увеличения или уменьшения тепловой энергии. Значение CTE представляет собой величину изменения размеров, приходящуюся на один градус Цельсия изменения температуры. Более высокое значение CTE указывает на то, что материал расширяется или сжимается более значительно при колебаниях температуры.

Важно учитывать значения CTE различных материалов, используемых при изготовлении печатных плат. Например, CTE материала подложки, такого как FR-4, обычно выше, чем у меди, которая обычно используется для проводящих дорожек. Такое несоответствие CTE подложки и меди может привести к напряжению и деформации печатной платы во время температурных циклов, что потенциально может привести к таким проблемам надежности, как расслоение или растрескивание.

Значения CTE могут варьироваться в зависимости от направления расширения. Вдоль осей X и Y, которые представляют собой горизонтальные направления печатной платы, значения CTE обычно низкие из-за наличия армирующего стекловолокна, которое сдерживает расширение материала. Однако по оси Z, которая перпендикулярна поверхности печатной платы, материал может свободно расширяться или сжиматься. Поэтому очень важно минимизировать CTE вдоль оси Z, чтобы уменьшить расширение и сжатие печатной платы в этом направлении. В идеале рекомендуется, чтобы CTE вдоль оси Z составлял менее 70 ppm/°C.

Еще один важный аспект - температура стеклования (Tg). Tg - это температура, при которой материал переходит из жесткого в более гибкое состояние. Превышение Tg может привести к изменению размеров и потенциальным проблемам с надежностью. Поэтому очень важно учитывать Tg при проектировании и производстве печатных плат.