什么是膨胀系数

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最后更新2023-08-01

什么是膨胀系数

膨胀系数又称热膨胀系数(CTE),是指材料在温度变化时膨胀或收缩的速率。在印刷电路板行业中,它具体涉及到印刷电路板材料受热时的膨胀。

CTE 通常以材料每加热摄氏度而扩大的百万分率 (ppm) 表示。这是设计和制造印刷电路板时需要考虑的一个重要属性,因为它会影响电路板的可靠性和性能。印刷电路板基材的 CTE 通常高于铜的 CTE。基板和铜之间的 CTE 差异会在 PCB 受热时导致互连问题。因此,了解和管理印刷电路板制造所用材料的 CTE 至关重要。

PCB 材料的 CTE 受多种因素影响,包括材料的成分和结构。沿 X 轴和 Y 轴(水平方向)的 CTE 值一般较低,通常约为每摄氏度 10 至 20 ppm,这是由于存在玻璃编织物,使材料在这些方向受到限制。然而,在 Z 轴方向(垂直方向),材料必须能够膨胀以适应热膨胀,因此沿 Z 轴方向的 CTE 值较低是理想的。建议沿 Z 轴每摄氏度的 CTE 值小于 70 ppm。

玻璃化转变温度 (Tg) 是 CTE 曲线上的一个临界点。它是材料行为发生变化的温度,如果温度超过 Tg,基板就会变软,不再膨胀。考虑 PCB 材料的 Tg 与 CTE 的关系非常重要。

常见问题

什么是膨胀系数?

膨胀系数是指在保持压力不变的情况下,物体的长度、面积或体积在温度每升高一度时与其在特定温度(通常为 0°C)下的原始长度、面积或体积的变化之比。它也被称为膨胀率。

FR4 印刷电路板的热膨胀系数是多少?

FR4 印刷电路板的热膨胀系数 (CTE) 为 17 至 19ppm/C。这种 CTE 适合有机封装。然而,随着行业的发展,对低 CTE 封装的需求日益增长。因此,需要一种能调整 CTE 以匹配陶瓷封装甚至 DDA/倒装芯片元件的印刷电路板。

什么是典型的 CTE 值

一般来说,金属的热膨胀系数 (CTE) 值通常介于陶瓷(较低值)和聚合物(较高值)之间。金属和合金的 CTE 值通常在 10 到 30×10 之间。-6/K(5.5 至 16.5×10-6/°F).

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