PCB板的熱膨脹係數是什麼意思? 它是如何測量的?

Mondo 科學 更新 2024-02-01

PCB板的熱膨脹係數是指當材料溫度變化時,PCB板的長度、寬度和厚度的變化。 由於PCB板材料的熱膨脹係數不同, 在設計和製造電路板時需要考慮熱膨脹係數的影響.

熱膨脹係數越大,PCB板在溫度變化下的變形越大。 FR4材料是目前應用最廣泛的材料之一,在25-260°C範圍內的熱膨脹係數約為12-18ppm,而鋁基板的熱膨脹係數一般為23-25ppm。

熱膨脹係數通常為 ppm(即百萬分之一攝氏度)。代表。例如,假設一種材料的熱膨脹係數為 20ppm,則在溫度每公升高 1 攝氏度時間材料的長度將增加 0002%

熱膨脹係數,會影響材料的尺寸精度和效能穩定性,特別是對於電子裝置,準確了解和控制熱膨脹係數對於保證產品質量和可靠性至關重要。

測量PCB熱膨脹係數的方法有很多種,但下面介紹兩種常見的方法。

1.膨脹懸臂梁法

膨脹懸臂梁法是一種測量熱膨脹係數的間接方法,通常用於測試PCB板材料的小樣品。 其原理是通過測量材料在溫度變化下的撓度來計算熱膨脹係數。

具體實驗步驟如下:

1)準備適當尺寸的薄片樣品,並將其固定在支撐梁上,形成懸臂。

2)將懸臂置於恆溫環境中,並記錄基線撓度。

3)逐漸加熱或冷卻懸臂,並記錄不同溫度下的撓度。

4)利用鉤子定律,根據不同溫度下撓度的變化計算熱膨脹係數。

此方法優點是測試過程相對簡單,儀器要求低。然而,由於樣本量小,測量精度可能會受到限制。

2.熱膨脹係數計法

熱膨脹係數法是一種直接測量熱膨脹係數的方法,適用於在大型PCB板上測試材料。 該方法通過準確測量材料在不同溫度下的線膨脹量來計算熱膨脹係數。

具體實驗步驟如下:

1)準備合適尺寸的PCB板樣品。

2)將樣品固定在熱膨脹係數計中,並確定測量儀器的零位。

3)調節溫度,記錄不同溫度下樣品的長度。

4)根據記錄的長度變化計算熱膨脹係數。

這種方法的優點是測試精度比較高,可以準確測量大樣品的熱膨脹係數。 但是,儀器裝置相對昂貴,測試過程要求操作人員具備一定的技能水平。

除了上面提到的常用測量方法外,還有其他方法,如懸臂梁法、熱差法和膨脹體積法。 每種方法都有其範圍和優點,選擇基於實際需求。

綜上所述,PCB板的熱膨脹係數是指在單位溫度變化下,材料每單位長度的材料長度所佔的比例。 準確測量熱膨脹係數對於確保電子裝置的質量和可靠性非常重要。 常見的測量方法有膨脹懸臂梁法和熱膨脹係數計法,每種方法都有其優點和缺點,需要根據實際情況進行選擇。

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