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一、引言

熱膨脹系數(shù)（CTE）是影響印刷電路板（PCB）可靠性和性能的關(guān)鍵參數(shù)。CTE的匹配原則對于確保PCB在熱循環(huán)條件下的穩(wěn)定性至關(guān)重要。本文將依據(jù)IPC-4101標(biāo)準(zhǔn)，分析6層板的CTE容限（X/Y≤18ppm/℃，Z≤50ppm/℃），并展示熱循環(huán)測試后的焊點裂紋對比圖。

 二、CTE匹配原則

CTE的匹配原則旨在確保PCB基材與元器件之間的熱膨脹系數(shù)盡可能接近，以減少熱循環(huán)過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。這種應(yīng)力可能導(dǎo)致焊點裂紋、導(dǎo)通孔失效等問題，從而影響PCB的可靠性。

 （一）X/Y軸CTE匹配

X/Y軸的CTE主要由玻纖布限制，通常在13-17ppm/℃之間。對于6層板，X/Y軸的CTE容限應(yīng)控制在≤18ppm/℃，以確保與元器件的CTE（如硅芯片的6ppm/℃）匹配，減少焊點應(yīng)力。

 （二）Z軸CTE匹配

Z軸的CTE主要由樹脂決定，通常高于X/Y軸。對于6層板，Z軸的CTE容限應(yīng)控制在≤50ppm/℃，以防止導(dǎo)通孔在熱循環(huán)過程中因膨脹過大而失效。

 三、熱循環(huán)測試

 （一）測試條件

- 溫度范圍：-65℃至+125℃

- 循環(huán)次數(shù)：通常為1000次

- 觀察指標(biāo)：焊點裂紋、導(dǎo)通孔失效等

 （二）測試結(jié)果與分析

通過熱循環(huán)測試，觀察到以下現(xiàn)象：

1. CTE匹配良好的基材：焊點裂紋較少，導(dǎo)通孔保持良好電氣性能。

2. CTE不匹配的基材：焊點裂紋明顯，導(dǎo)通孔可能出現(xiàn)電氣失效。

 四、結(jié)論

通過分析6層板的CTE容限和熱循環(huán)測試結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

1. CTE匹配的重要性：X/Y軸CTE≤18ppm/℃和Z軸CTE≤50ppm/℃是確保6層板可靠性的關(guān)鍵。

2. 熱循環(huán)測試的必要性：通過熱循環(huán)測試，可以有效評估基材的CTE匹配情況，優(yōu)化PCB設(shè)計和制造工藝。

未來的研究將進一步優(yōu)化基材的CTE性能，以滿足更高可靠性和性能要求的PCB應(yīng)用。