熱膨脹系數(shù)是考評印制電路板時常提到的數(shù)據(jù),它的縮寫是CTE,主要描述物體受熱或者冷卻時形變的百分率。
世界上每種材料都會隨著溫度的變化產(chǎn)生膨脹或者收縮,這種變化可能并不能由人們直接看到,但確實存在。雖然不乏一些材料反其道而行之,溫度下降時反而膨脹,但大多數(shù)材料還是遵循常識,在受熱后會產(chǎn)生小幅度的膨脹,這種膨脹一般是用每攝氏度每百萬分之幾來描述的,即ppm/C。
CTE是如何影響電路板的呢?
目前的主流PCB基板,其CTE平均導(dǎo)熱率在14~17ppm/C,而焊接到PCB上的硅芯片的CTE是6ppm/C,這樣就存在了不可忽視的膨脹率差異——當(dāng)PCB和芯片同時受熱,PCB會比芯片封片封裝膨脹得更劇烈,從而導(dǎo)致焊點從芯片上脫落。
目前運用氧化鋁陶瓷電路板較多的領(lǐng)域是LED照明,對于1w、3w、5w的燈來說,其正常開燈時的溫度大約在80°C~90°C之間,PVC無法承受,也足以造成普通PCB基板的過熱膨脹,最終導(dǎo)致燈具無法照明。其中最為人所知的要數(shù)近年推廣的LED路燈。LED路燈作為城市發(fā)展的一項重要照明設(shè)施,其質(zhì)量一直備受各界關(guān)注,巴西更是前不久全國推廣LED路燈設(shè)施。有時候路燈使用一段時間后就暗掉,不得不進(jìn)行修護(hù)。其中很大一部分原因是因為選用了不達(dá)標(biāo)、不合適的材料。
而更換LED路燈的步驟堪稱繁瑣,主要是因為除了光源使用的芯片,其他各個部分的缺失損壞也會導(dǎo)致路燈不亮,因此必須運回工廠進(jìn)行各項檢測。安裝難,維修更難,這兩大難問題對于路燈管理者來說極為頭痛,不穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量直接調(diào)高了維修難度,故而應(yīng)當(dāng)在選擇芯片、電路板及其配件時更加謹(jǐn)慎的進(jìn)行對比。
作為一種良好的選擇,氧化鋁陶瓷基板的CTE是4-5ppm/C,和芯片的膨脹率更為接近,不會在溫差過大、溫度巨變時產(chǎn)生太大變形,能夠有效的避免線路脫焊的問題。
CTE是最直接體現(xiàn)電路板性能的參數(shù)之一,事實證明,和芯片材料的CTE數(shù)據(jù)越為接近,穩(wěn)定性越強(qiáng),越不需要擔(dān)心焊點脫落。熱膨脹系數(shù)的對比正是氧化鋁陶瓷電路板的長處所在,的確超脫了普通PCB電路板由自身材料帶來的局限。
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