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DSC測試覆銅板PCB玻璃化轉變溫度Tg和固化因子ΔTg

發(fā)布日期:2023-06-01        訪問次數:948

  本文介紹了用差示掃描量熱儀(DSC)測試覆銅板PCB玻璃化轉變溫度和固化因子ΔTg。


    印刷電路板(PCB, Printed Circuit Board)是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體。PCB的樹脂成分發(fā)生玻璃化轉變時,PCB的整體力學性能和介電性能大幅減弱,故此PCB需要足夠高的Tg。DSC是測試Tg最為普遍的一種熱分析手段,在發(fā)生玻璃化轉變的過程中,樣品的比熱會出現(xiàn)特征性變化,即在DSC曲線上表現(xiàn)出臺階式的轉變。

 


玻璃化轉變溫度Tg就是高分子聚合物最重要的特征性能之一,是FR-4基材等級最常見的劃分方式之一,也是IIPC-4101 《剛性及多層印制板基材規(guī)范》中最重要的性能指標之一。通常認為,玻璃化轉變溫度越高,層壓板的可靠性越高。


PCB使用DSC玻璃化轉變溫度測試標準可參考IPC-TM-650 2.4.25。除了玻璃化轉變溫度以外,固化度也會影響材料的使用溫度、強度、膨脹系數、失效情況等性質。由于增強材料和其他填料的存在,PCB無法像聚合物基體材料一樣通過測量殘余固化熱來判斷固化程度。大量的研究和實踐經驗表明,Tg強烈依賴于固化程度。因此可以將材料再次經歷固化條件,對比再次固化前后的Tg變化,得出固化程度的結論。IPC-TM-650 2.4.25,將再次固化前后的Tg分別定義為Tg1和Tg2,將兩次Tg之差(Tg2-Tg1)定義為固化因子ΔTg。為了便于比較,標準還規(guī)定,以玻璃化轉變臺階的中點或拐點溫度作為Tg。

 

1為某覆銅板PCBDSC玻璃化轉變溫度結果。第一次加熱的Tg1為133.3℃,第二次加熱的Tg2為136.2℃。由此可以獲得固化因子ΔTg為2.9℃。


圖片1_副本.jpg

環(huán)氧體系的PCB,目前行業(yè)中標準認為ΔTg大于5℃時,材料的固化程度不完全,需要提高固化程度;當ΔTg小于5℃時,產品固化完全。但要注意,即使ΔTg<0,材料也是固化完全的。如隨著實驗加熱次數的增,玻璃化轉變溫度降低,意味著產品的熱穩(wěn)定性能相對較差,可能出現(xiàn)無法承受多次返工操作。這也需要綜合研究材料性能,確認需要更改工藝條件,或是否更換原料。

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