実装材料の線膨張係数の早見表（シリコン・銅・アルミナ・基板）
はんだ接合部や基板とチップの熱ひずみを見るための桁の確認用。温度範囲が出典ごとに違うので、条件欄を必ず併せて読む。
VISUAL GUIDE / 数字と流れをつかむ
長さ・温度差・係数から、伸び縮みの概算を確認できます。
初期値の17 ppm/Kは計算例です。材料・温度範囲・方向に合う係数を入力してください。
／
図の変化量は表示枠で打ち切っています。倍率を下げてください。数値は打ち切っていません。
有限の数値と正の初期長さを入力し、変化後の長さが正になる条件にしてください。
ΔL＝L₀×α×10⁻⁶×ΔT。係数一定・自由に伸縮できる場合の一次近似です。温度依存・異方性・拘束応力は計算しません。表のある温度での値を、大きな温度範囲にそのまま外挿しないでください。
参考資料・更新情報 （1件）
2つの項目を並べて読む
見たい項目を左右で選べます。異なる製品・試験条件の数値は、そのまま優劣の比較には使えません。
- 材料
- シリコン
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 2.555
- 温度範囲・条件
- 293.15 K（20 ℃）
- 出典
- NIST（JPCRD 12, 179）
- 材料
- シリコン
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 2.618
- 温度範囲・条件
- 300 K
- 出典
- NIST（JPCRD 12, 179）
- 材料
- 銅
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 16〜16.7
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- アルミニウム
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 23（合金 21〜24）
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- 金
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 14.2
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- ニッケル
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 13.0
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- 銀
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 19〜19.7
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- はんだ（Pb-Sn 50/50）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 25
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- アルミナ 96 %（AD-96）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 8.2
- 温度範囲・条件
- 25〜1000 ℃、ASTM C372
- 出典
- CoorsTek
- 材料
- アルミナ 99.5 %（AD-995）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 8.2
- 温度範囲・条件
- 25〜1000 ℃、ASTM C372
- 出典
- CoorsTek
- 材料
- FR-4 系（Isola FR406）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- X/Y 13、Z 60（Tg 以下）
- 温度範囲・条件
- Tg 170 ℃（DSC）、IPC-TM-650 2.4.24C
- 出典
- Isola
- 材料
- FR-4 系（Isola FR406）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- Z 250（Tg 以上）
- 温度範囲・条件
- 50〜260 ℃の総膨張 3.5 %
- 出典
- Isola
- 材料
- 炭化水素・セラミック系（Rogers RO4350B）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- X 10、Y 12、Z 32
- 温度範囲・条件
- −55〜288 ℃
- 出典
- Rogers
- 材料
- 炭化水素・セラミック系（Rogers RO4003C）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- X 11、Y 14、Z 46
- 温度範囲・条件
- −55〜288 ℃
- 出典
- Rogers
- 材料
- PTFE ガラス繊維系（Rogers RT/duroid 5880）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- X 31、Y 48、Z 237
- 温度範囲・条件
- 0〜100 ℃
- 出典
- Rogers
- 材料
- ポリイミドフィルム（DuPont Kapton HN）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 20
- 温度範囲・条件
- −14〜38 ℃、ASTM D-696
- 出典
- DuPont
- 材料
- シリコン
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 2.555
- 温度範囲・条件
- 293.15 K（20 ℃）
- 出典
- NIST（JPCRD 12, 179）
- 材料
- シリコン
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 2.618
- 温度範囲・条件
- 300 K
- 出典
- NIST（JPCRD 12, 179）
- 材料
- 銅
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 16〜16.7
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- アルミニウム
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 23（合金 21〜24）
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- 金
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 14.2
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- ニッケル
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 13.0
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- 銀
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 19〜19.7
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- はんだ（Pb-Sn 50/50）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 25
- 温度範囲・条件
- 主に 25 ℃
- 出典
- Engineering ToolBox
- 材料
- アルミナ 96 %（AD-96）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 8.2
- 温度範囲・条件
- 25〜1000 ℃、ASTM C372
- 出典
- CoorsTek
- 材料
- アルミナ 99.5 %（AD-995）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 8.2
- 温度範囲・条件
- 25〜1000 ℃、ASTM C372
- 出典
- CoorsTek
- 材料
- FR-4 系（Isola FR406）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- X/Y 13、Z 60（Tg 以下）
- 温度範囲・条件
- Tg 170 ℃（DSC）、IPC-TM-650 2.4.24C
- 出典
- Isola
- 材料
- FR-4 系（Isola FR406）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- Z 250（Tg 以上）
- 温度範囲・条件
- 50〜260 ℃の総膨張 3.5 %
- 出典
- Isola
- 材料
- 炭化水素・セラミック系（Rogers RO4350B）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- X 10、Y 12、Z 32
- 温度範囲・条件
- −55〜288 ℃
- 出典
- Rogers
- 材料
- 炭化水素・セラミック系（Rogers RO4003C）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- X 11、Y 14、Z 46
- 温度範囲・条件
- −55〜288 ℃
- 出典
- Rogers
- 材料
- PTFE ガラス繊維系（Rogers RT/duroid 5880）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- X 31、Y 48、Z 237
- 温度範囲・条件
- 0〜100 ℃
- 出典
- Rogers
- 材料
- ポリイミドフィルム（DuPont Kapton HN）
- 線膨張係数 [ppm/K]
- 20
- 温度範囲・条件
- −14〜38 ℃、ASTM D-696
- 出典
- DuPont
| 材料 | 線膨張係数 [ppm/K] | 温度範囲・条件 | 出典 |
|---|---|---|---|
| シリコン | 2.555 | 293.15 K（20 ℃） | 資料NIST（JPCRD 12, 179） |
| シリコン | 2.618 | 300 K | 資料NIST（JPCRD 12, 179） |
| 銅 | 16〜16.7 | 主に 25 ℃ | 資料Engineering ToolBox |
| アルミニウム | 23（合金 21〜24） | 主に 25 ℃ | 資料Engineering ToolBox |
| 金 | 14.2 | 主に 25 ℃ | 資料Engineering ToolBox |
| ニッケル | 13.0 | 主に 25 ℃ | 資料Engineering ToolBox |
| 銀 | 19〜19.7 | 主に 25 ℃ | 資料Engineering ToolBox |
| はんだ（Pb-Sn 50/50） | 25 | 主に 25 ℃ | 資料Engineering ToolBox |
| アルミナ 96 %（AD-96） | 8.2 | 25〜1000 ℃、ASTM C372 | 資料CoorsTek |
| アルミナ 99.5 %（AD-995） | 8.2 | 25〜1000 ℃、ASTM C372 | 資料CoorsTek |
| FR-4 系（Isola FR406） | X/Y 13、Z 60（Tg 以下） | Tg 170 ℃（DSC）、IPC-TM-650 2.4.24C | 資料Isola |
| FR-4 系（Isola FR406） | Z 250（Tg 以上） | 50〜260 ℃の総膨張 3.5 % | 資料Isola |
| 炭化水素・セラミック系（Rogers RO4350B） | X 10、Y 12、Z 32 | −55〜288 ℃ | 資料Rogers |
| 炭化水素・セラミック系（Rogers RO4003C） | X 11、Y 14、Z 46 | −55〜288 ℃ | 資料Rogers |
| PTFE ガラス繊維系（Rogers RT/duroid 5880） | X 31、Y 48、Z 237 | 0〜100 ℃ | 資料Rogers |
| ポリイミドフィルム（DuPont Kapton HN） | 20 | −14〜38 ℃、ASTM D-696 | 資料DuPont |
読むときの注意
- 1 ppm/K = 10⁻⁶ /K。ppm/℃ と数値は同じ。
- シリコンは NIST の推奨値で温度による変化が明確なため 2 点を示した。シリコンは温度で係数が変わり、低温では負になる領域もある。
- 金属・はんだの行は Engineering ToolBox の編集表で、温度は「主に 25 ℃」とのみ記載されている。
- FR-4 は Tg を境に Z 方向の膨張が 4 倍以上に変わる。Tg 以上で使う条件では、Tg 以下の値だけで評価しない。
- 基板材料の値は製品 1 種のデータシートの値で、同系統の他製品と同じとは限らない。
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参考資料・更新情報 （7件）
- Recommended Values for the Thermal Expansivity of Silicon from 0 to 1000 K, J. Phys. Chem. Ref. Data 12, 179 (1983)（NIST SRD） ↗
- Engineering ToolBox, Linear Thermal Expansion Coefficients ↗
- CoorsTek, Ceramic Material Properties ↗
- Isola, FR406 Laminate and Prepreg Data Sheet (Rev. C, 2023) ↗
- Rogers, RO4000 Series High Frequency Circuit Materials (RO4003C/RO4350B) Data Sheet ↗
- Rogers, RT/duroid 5870/5880 Data Sheet ↗
- DuPont, Kapton HN Polyimide Film Data Sheet ↗
規格は改訂されます。設計・調達の判断は最新の規格書やデータシートで確認してください。誤りはこちらからお知らせください。