热膨胀系数 (CTE) 是衡量材料因温度变化而膨胀或收缩的指标。通常以线性 CTE 表示,但有时也以体积 CTE 表示。
在比较材料时,务必注意 CTE 的类型(线性或体积)以及用于获取数据的温度单位。这一点很重要,因为在相同的测试条件下,相同产品的体积膨胀系数将远高于线性 CTE。此外,以摄氏度表示的数字将大于以华氏度表示的数字。
还必须结合材料的 Tg(玻璃化转变温度)特性来考虑 CTE。这是因为对于大多数材料而言,Tg 以上和以下的 CTE 会有所不同。Tg 以上 CTE 可能比 Tg 以下高 2 到 3 倍。通常,Tg 以上许多其他特性(如粘合强度、防潮性、体积电阻和介电强度)也会降低。
在灌封电子电路时,使 CTE 尽可能接近灌封基板的 CTE 至关重要。如果 CTE 严重不匹配,则封装材料会随着温度变化而膨胀或收缩,从而产生力,导致元件损坏,甚至可能导致电路故障。
这一特性在铸造电气元件(如变压器套管和变压器线圈)时也极其重要。热膨胀系数严重不匹配会导致开裂或与导体的粘合力不足,从而导致电晕或漏油。
除了所采用的化学方法外,热膨胀还受给定化合物中所含填料的控制。选择正确的填料类型和粒度组合对于实现预期结果至关重要。填料的添加还会影响其他机械性能(即抗拉强度、伸长率、散热能力等),因此在选择材料时也必须考虑这些要求。
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