2022-09-20 08:25:34, TA仪器 TA仪器
——引言
根据经典的自由体积理论,处于玻璃态的聚合物随温度升高而发生的膨胀,主要是由于分子膨胀造成的,包括分子振动幅度的增加和键长的变化;到玻璃化转变点时,分子的热运动已具有足够的能力,且自由体积也开始解冻而参加到膨胀过程中去;当温度达到玻璃化转变温度以上,除了这种正常的膨胀过程外,还有自由体积本身的膨胀。因此,高弹态的膨胀系数比玻璃态的膨胀系数高。
TMA,全称静态热机械分析仪,可以测量样品的尺寸变化情况。随着温度的升高,层压板中的聚合物成分从玻璃态进入高弹性,线性膨胀系数开始增大。依据转变前的膨胀系数αg和转变后膨胀系数αr的差异性,可获得转变温度,即Tg。
图1 HDI材料的TMA测试结果(z方向)
图1为某HDI材料z方向的TMA结果(依据IPC-TM-650 2.4.24.5)。第一次加热至热松弛过程结束后,随后的第二次加热的结果显示,Tg前的α1为28.84μm/(m·℃),Tg后的α2为245.728.84μm/(m·℃),Tg为160.840℃。
CTE也可以反映PCB是否完全固化。如层压板固化不够完全,当再次达到固化条件后,会继续固化。交联键数量增加,使得体系的膨胀受限,玻璃态的膨胀系数随之降低。同时,交联度的提高也使得分子链的运动更加困难,玻璃化转变温度也出现相应程度的提高。
图2 PCB(已去除热历史)两次加热的TMA结果
图2为去除热历史后的样品(z轴)两次加热的结果。经过一次加热后,α1降低了14.8%,Tg提高了10℃,证明该层压板并没有固化完全,可能在后续生产时可能会引起缺陷。
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