PCB板的热膨胀系数是什么意思? 它是如何测量的?

小夏 科学 更新 2024-02-01

PCB板的热膨胀系数是指当材料温度变化时,PCB板的长度、宽度和厚度的变化。 由于PCB板材料的热膨胀系数不同, 在设计和制造电路板时需要考虑热膨胀系数的影响.

热膨胀系数越大,PCB板在温度变化下的变形越大。 FR4材料是目前应用最广泛的材料之一,在25-260°C范围内的热膨胀系数约为12-18ppm,而铝基板的热膨胀系数一般为23-25ppm。

热膨胀系数通常为 ppm(即百万分之一摄氏度)。代表。例如,假设一种材料的热膨胀系数为 20ppm,则在温度每升高 1 摄氏度时间材料的长度将增加 0002%

热膨胀系数,会影响材料的尺寸精度和性能稳定性,特别是对于电子设备,准确了解和控制热膨胀系数对于保证产品质量和可靠性至关重要。

测量PCB热膨胀系数的方法有很多种,但下面介绍两种常见的方法。

1.膨胀悬臂梁法

膨胀悬臂梁法是一种测量热膨胀系数的间接方法,通常用于测试PCB板材料的小样品。 其原理是通过测量材料在温度变化下的挠度来计算热膨胀系数。

具体实验步骤如下:

1)准备适当尺寸的薄片样品,并将其固定在支撑梁上,形成悬臂。

2)将悬臂置于恒温环境中,并记录基线挠度。

3)逐渐加热或冷却悬臂,并记录不同温度下的挠度。

4)利用钩子定律,根据不同温度下挠度的变化计算热膨胀系数。

此方法优点是测试过程相对简单,仪器要求低。然而,由于样本量小,测量精度可能会受到限制。

2.热膨胀系数计法

热膨胀系数法是一种直接测量热膨胀系数的方法,适用于在大型PCB板上测试材料。 该方法通过准确测量材料在不同温度下的线膨胀量来计算热膨胀系数。

具体实验步骤如下:

1)准备合适尺寸的PCB板样品。

2)将样品固定在热膨胀系数计中,并确定测量仪器的零位。

3)调节温度,记录不同温度下样品的长度。

4)根据记录的长度变化计算热膨胀系数。

这种方法的优点是测试精度比较高,可以准确测量大样品的热膨胀系数。 但是,仪器设备相对昂贵,测试过程要求操作人员具备一定的技能水平。

除了上面提到的常用测量方法外,还有其他方法,如悬臂梁法、热差法和膨胀体积法。 每种方法都有其范围和优点,选择基于实际需求。

综上所述,PCB板的热膨胀系数是指在单位温度变化下,材料每单位长度的材料长度所占的比例。 准确测量热膨胀系数对于确保电子设备的质量和可靠性非常重要。 常见的测量方法有膨胀悬臂梁法和热膨胀系数计法,每种方法都有其优点和缺点,需要根据实际情况进行选择。

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