3.5.1　材料常规机械属性

封装材料常见的机械属性包括热膨胀系数、杨氏模量（Young’s Modules）、泊松比（Poisson Ratio）等。

1. 热膨胀系数

温度的变化会使物体的长度或体积发生相应变化的现象称为热膨胀。其本质是晶体点阵结构间的平均距离随温度变化而变化，常用线膨胀系数或体膨胀系数来描述。线膨胀系数是指固态物质每升高一单位温度时，其长度的变化量与原始长度的比值，计算公式为

α=ΔL/(L×ΔT)

封装中常见材料的热膨胀系数：铜（17×10-6/℃）；硅（2.8×10-6/℃）；塑封料（α1，10×10-6/℃；α2，40×10-6/℃）。

2. 杨氏模量

根据胡克定律，在物体的弹性极限内，应力与应变的比值称为材料的杨氏模量，如图3-112所示。杨氏模量反映了材料的刚性。杨氏模量越大，材料越不容易发生形变。

图3-112　杨氏模量

E=拉伸应力/拉伸应变=σ/ε=(F/A0)/(ΔL/L0)

3. 泊松比

材料沿载荷方向被拉伸（或压缩）变形的同时，垂直于载荷的方向会产生缩短（或伸长）的变形。材料的泊松比是垂直方向上的应变εaxial与载荷方向上的应变εtrans比的负值。如果用v表示泊松比，则v=-εtrans/εaxial。在材料弹性变形阶段内，v是一个常数，材料的泊松比一般通过试验测定。

4. 玻璃转换温度（Glass Transition Temperature）

非晶聚合物有三种力学状态，分别是玻璃态、高弹态和黏流态。当温度较低时，材料形态表现为刚性固体状，与玻璃形态接近，此时材料的杨氏模量较大，在外力作用下只发生非常小的形变，此状态即为玻璃态；当温度升高至一定程度时，材料形变明显增加，并在随后的一定温度区间形变相对稳定，此时材料的杨氏模量较小，材料比较软，为高弹态；温度继续升高，材料形变量又逐渐增大，材料逐渐变成黏性的流体，此时形变无法再恢复，此状态即为黏流态。通常把材料在玻璃态和高弹态之间相互转化的温度称为玻璃转换温度（或玻璃转化温度）。