PCB印刷電路板的 CTE 會影響 PCB 組件可靠性的另一個方面是通孔鍍銅的熱應力開裂,以及重復的熱循環(huán)。
PCB印刷電路板材料的膨脹隨溫度升高而變化,但是層壓結構的 xy 膨脹和 z 軸明顯不同。層壓板中的約束玻璃織物可防止樹脂各向同性膨脹(在所有方向上的量相同),因此 x、y 膨脹將顯著小于 z 軸。
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樹脂體積膨脹(玻璃不會膨脹太多)由層壓在 xy 電路層內(nèi)的強度更高的玻璃的模量(膨脹力的強度)控制。這僅僅意味著樹脂被玻璃層壓板的較低膨脹率限制在 xy 軸上移動,因此它必須在 z 軸上膨脹。不幸的是,這意味著樹脂將在不受約束的z軸上膨脹得更多,并將應力施加到通孔中的鍍銅上。
當溫度升高到接近Tg時,z軸的熱膨脹系數(shù)急劇增加(高達 xy 軸的四到十四倍)。在典型的PCB層壓板中,這意味著z軸在 Tg 處從 50 ppm/℃擴展到 200 ppm/℃,而 xy 軸為 15 ppm/℃。
典型的多層PCB印刷電路板的 CTE 為 16-18 ppm/℃。對于任何樹脂/纖維系統(tǒng),PCB 的最低CTE幾乎總是樹脂濃度最低的。制造具有非常低CTE的層壓板是可能的。在選擇不會遭受樹脂不足的層壓板和預浸料時要小心。饑餓是缺乏樹脂流動并完全填充內(nèi)層銅圖案間隙。已經(jīng)設計了各種層壓系統(tǒng)來控制 z 軸 CTE,然而,在高可靠性 PCB 中,確實存在一種更簡單的方法來限制過孔開裂。