一、引言

热膨胀系数（CTE）是影响印刷电路板（PCB）可靠性和性能的关键参数。CTE的匹配原则对于确保PCB在热循环条件下的稳定性至关重要。本文将依据IPC-4101标准，分析6层板的CTE容限（X/Y≤18ppm/℃，Z≤50ppm/℃），并展示热循环测试后的焊点裂纹对比图。

 二、CTE匹配原则

CTE的匹配原则旨在确保PCB基材与元器件之间的热膨胀系数尽可能接近，以减少热循环过程中产生的应力。这种应力可能导致焊点裂纹、导通孔失效等问题，从而影响PCB的可靠性。

 （一）X/Y轴CTE匹配

X/Y轴的CTE主要由玻纤布限制，通常在13-17ppm/℃之间。对于6层板，X/Y轴的CTE容限应控制在≤18ppm/℃，以确保与元器件的CTE（如硅芯片的6ppm/℃）匹配，减少焊点应力。

 （二）Z轴CTE匹配

Z轴的CTE主要由树脂决定，通常高于X/Y轴。对于6层板，Z轴的CTE容限应控制在≤50ppm/℃，以防止导通孔在热循环过程中因膨胀过大而失效。

 三、热循环测试

 （一）测试条件

- 温度范围：-65℃至+125℃

- 循环次数：通常为1000次

- 观察指标：焊点裂纹、导通孔失效等

 （二）测试结果与分析

通过热循环测试，观察到以下现象：

1. CTE匹配良好的基材：焊点裂纹较少，导通孔保持良好电气性能。

2. CTE不匹配的基材：焊点裂纹明显，导通孔可能出现电气失效。

 四、结论

通过分析6层板的CTE容限和热循环测试结果，可以得出以下结论：

1. CTE匹配的重要性：X/Y轴CTE≤18ppm/℃和Z轴CTE≤50ppm/℃是确保6层板可靠性的关键。

2. 热循环测试的必要性：通过热循环测试，可以有效评估基材的CTE匹配情况，优化PCB设计和制造工艺。

未来的研究将进一步优化基材的CTE性能，以满足更高可靠性和性能要求的PCB应用。