DSC测试覆铜板PCB玻璃化转变温度Tg和固化因子ΔTg
本文介绍了用差示扫描量热仪(dsc)测试覆铜板pcb玻璃化转变温度和固化因子δtg。
印刷电路板（pcb, printed circuit board）是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。pcb的树脂成分发生玻璃化转变时，pcb的整体力学性能和介电性能大幅减弱，故此pcb需要足够高的tg。dsc是测试tg最为普遍的一种热分析手段，在发生玻璃化转变的过程中，样品的比热会出现特征性变化，即在dsc曲线上表现出台阶式的转变。
玻璃化转变温度tg就是高分子聚合物最重要的特征性能之一，是fr-4基材等级最常见的划分方式之一，也是iipc-4101 《刚性及多层印制板基材规范》中最重要的性能指标之一。通常认为，玻璃化转变温度越高，层压板的可靠性越高。
上海和晟 hs-dsc-101a 差示扫描量热仪
pcb使用dsc玻璃化转变温度测试标准可参考ipc-tm-650 2.4.25。除了玻璃化转变温度以外，固化度也会影响材料的使用温度、强度、膨胀系数、失效情况等性质。由于增强材料和其他填料的存在，pcb无法像聚合物基体材料一样通过测量残余固化热来判断固化程度。大量的研究和实践经验表明，tg强烈依赖于固化程度。因此可以将材料再次经历固化条件，对比再次固化前后的tg变化，得出固化程度的结论。ipc-tm-650 2.4.25，将再次固化前后的tg分别定义为tg1和tg2，将两次tg之差（tg2-tg1）定义为固化因子δtg。为了便于比较，标准还规定，以玻璃化转变台阶的中点或拐点温度作为tg。
图1为某覆铜板pcb的dsc玻璃化转变温度结果。第一次加热的tg1为133.3℃，第二次加热的tg2为136.2℃。由此可以获得固化因子δtg为2.9℃。
环氧体系的pcb，目前行业中标准认为δtg大于5℃时，材料的固化程度不完全，需要提高固化程度；当δtg小于5℃时，产品固化完全。但要注意，即使δtg<0，材料也是固化完全的。如随着实验加热次数的增加，玻璃化转变温度会降低，也意味着该产品的热稳定性能相对较差，会可能出现无法承受很多次返工操作。这也需要综合研究材料性能，再确认需要更改工艺条件，或是否更换原料。
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pcb使用dsc玻璃化转变温度测试标准可参考ipc-tm-650 2.4.25。除了玻璃化转变温度以外，固化度也会影响材料的使用温度、强度、膨胀系数、失效情况等性质。由于增强材料和其他填料的存在，pcb无法像聚合物基体材料一样通过测量残余固化热来判断固化程度。大量的研究和实践经验表明，tg强烈依赖于固化程度。因此可以将材料再次经历固化条件，对比再次固化前后的tg变化，得出固化程度的结论。ipc-tm-650 2.4.25，将再次固化前后的tg分别定义为tg1和tg2，将两次tg之差（tg2-tg1）定义为固化因子δtg。为了便于比较，标准还规定，以玻璃化转变台阶的中点或拐点温度作为tg。
图1为某覆铜板pcb的dsc玻璃化转变温度结果。第一次加热的tg1为133.3℃，第二次加热的tg2为136.2℃。由此可以获得固化因子δtg为2.9℃。
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