Εφαρμογή της υπορυθράς φασματοσκοπίας FTIR για τον προσδιορισμό του ρυθμού στεγνώσεως των ηλεκτρονικών υλικών.

Η βιομηχανία ηλεκτρονικών χρησιμοποιεί συχνά υλικά με βάση τη ρητίνη (όπως φύλλα ημισκληρύνσεως, μελάνια αντοχής στη συγκόλληση, κόλλες και τρία αντισκωριακά χρώματα) για την επίτευξη δομικής συγκόλλησης ή ηλεκτρικής μόνωσης. Το εάν το υλικό ρητίνης μπορεί να σκληρυνθεί πλήρως επηρεάζει άμεσα τη δύναμη συγκόλλησης του υλικού και, στη συνέχεια, επηρεάζει την ποιότητα και την αξιοπιστία του προϊόντος. Επομένως, κατά την πραγματική χρήση της διαδικασίας για να διασφαλιστεί ότι αυτό το υλικό ρητίνης είναι πλήρως σκληρυμένο, η παρακολούθηση του ρυθμού σκλήρυνσης είναι απαραίτητη. Ο ρυθμός σκλήρυνσης είναι ένας δείκτης για την αξιολόγηση της χημικής και φυσικής κατάστασης του υλικού ρητίνης από υγρό ή ημιστερεό σε στερεό. Μετρώντας τον ρυθμό σκλήρυνσης, μπορεί να παρατηρηθεί ο βαθμός αντίδρασης του σκληρυμένου δείγματος και να ελεγχθεί η απόδοση του υλικού στην πραγματική χρήση. Υπάρχουν πολλές συνήθως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι μέτρησης και η φασματοσκοπία υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier FTIR είναι μια απλή και εύκολη τεχνολογία παρακολούθησης. Τα ακόλουθα χρησιμοποιούν την κόλλα UV-curable ως παράδειγμα για να δείξουν την εφαρμογή της φασματοσκοπίας υπερύθρου FTIR στον προσδιορισμό του ρυθμού σκλήρυνσης.

Χρησιμοποιήθηκε φασματόμετρο υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier Bruker ALPHA II για να τοποθετηθεί το δείγμα που θα δοκιμαστεί στον κρύσταλλο ATR του τραπεζιού δειγμάτων και ξεκίνησε η διαδικασία δοκιμής για την απόκτηση του φάσματος υπερύθρου. Η δοκιμή πραγματοποιήθηκε τρεις φορές παράλληλα σε τρεις διαφορετικές θέσεις του ίδιου δείγματος.

Εύρος κυματικού αριθμού: 4000-400cm-1; Ανάλυση: 4cm-1; Χρόνοι σάρωσης: 32 φορές.

Η ποσοτική ανάλυση του φάσματος υπερύθρου βασίζεται στη μέτρηση της περιοχής κορυφής του χαρακτηριστικού φάσματος απορρόφησης για τον υπολογισμό της περιεκτικότητας κάθε συστατικού, η θεωρία προέρχεται από τον νόμο του Lamberbier. Σε αυτή τη δοκιμή, υιοθετήθηκε η μέθοδος σχετικής αναλογίας κορυφής, το φασματόμετρο υπερύθρου χρησιμοποιήθηκε για τη δοκιμή των φασμάτων υπερύθρου των μη σκληρυμένων πρώτων υλών και των σκληρυμένων δειγμάτων αντίστοιχα και το λογισμικό χρησιμοποιήθηκε για την ενσωμάτωση της επιλεγμένης κορυφής μέτρησης και της κορυφής αναφοράς και ο ρυθμός σκλήρυνσης ελήφθη σύμφωνα με τον τύπο υπολογισμού του ρυθμού σκλήρυνσης. Η κόλλα UV-curable ακτινοβολείται από υπεριώδες φως, όπου -C=C- πολυμερίζεται και αντιδρά για να σχηματίσει C-C-. Ο ρυθμός σκλήρυνσης μπορεί να προσδιοριστεί από την αλλαγή -c =C-. Το σχήμα του επιπέδου C-H στον διπλό δεσμό άνθρακα-άνθρακα είναι μεταβλητό και ταλαντώνεται μεταξύ 1010-667cm-1. Η κοινή κορυφή της κόλλας UV είναι 810±5cm-1 και η κορυφή σε αυτήν την περιοχή είναι σχετικά απλή, εύκολη στην διάκριση και ισχυρή, επομένως υπολογίζεται ως η κορυφή μέτρησης. Ταυτόχρονα, στην αντίδραση σκλήρυνσης, το C=O και το C-O στην κόλλα UV δεν συμμετέχουν στην αντίδραση, η περιεκτικότητα είναι βασικά αμετάβλητη και το C=O (1720 cm-1) ή το C-O (1150cm-1) χρησιμοποιείται συνήθως ως κορυφή αναφοράς. Λόγω της υψηλής έντασης και των εμφανών χαρακτηριστικών της κορυφής C=O που μετρήθηκαν στην πράξη, η χαρακτηριστική κορυφή C=O επιλέγεται ως η κορυφή αναφοράς για τον υπολογισμό. Ο τύπος υπολογισμού είναι ο εξής: M'/R' : η αναλογία της περιοχής κορυφής μεταξύ της σκληρυμένης κορυφής μέτρησης και της κορυφής αναφοράς M/R: η αναλογία της περιοχής κορυφής μεταξύ της μη σκληρυμένης κορυφής μέτρησης και της κορυφής αναφοράς

Το ίδιο δείγμα δοκιμάστηκε παράλληλα 3 φορές σε αυτό το πείραμα και η μέση τιμή ήταν το αποτέλεσμα του ρυθμού σκλήρυνσης. Πίνακας 1: Δεδομένα και αποτελέσματα δοκιμής ρυθμού σκλήρυνσης δείγματος

• Μη καταστροφικές δοκιμές: Το FTIR είναι μια μη καταστροφική δοκιμή που δεν προκαλεί καμία ζημιά στο δείγμα και είναι κατάλληλη για πολύτιμα ή πιο περιορισμένα δείγματα.
• Γρήγορη απόκριση: Το FTIR είναι σε θέση να ολοκληρώσει δοκιμές σε σύντομο χρονικό διάστημα για να καλύψει τις ανάγκες του γρήγορου ποιοτικού ελέγχου.
• Υψηλή ευαισθησία και ειδικότητα: Το FTIR είναι σε θέση να ανιχνεύσει μικρές χημικές αλλαγές, παρέχοντας ακριβή ποσοτική ανάλυση της διαδικασίας σκλήρυνσης.

Η χρήση του FTIR για τη δοκιμή του ρυθμού σκλήρυνσης της κόλλας UV είναι απλή και γρήγορη, αξιόπιστα αποτελέσματα, χωρίς προεπεξεργασία, χωρίς κατανάλωση χημικών αντιδραστηρίων και προστασία του περιβάλλοντος και ασφάλεια. Αυτή η μέθοδος δοκιμής απαιτεί μικρό μέγεθος δείγματος, βασικά μη καταστροφικό δείγμα, κατάλληλο για μη καταστροφικές δοκιμές δείγματος. Συνοψίζοντας, η δοκιμή FTIR του ρυθμού σκλήρυνσης είναι ένα πολύτιμο τεχνικό μέσο για την αξιολόγηση των υλικών και των διαδικασιών ηλεκτρονικής ρητίνης. Επιπλέον, στην ανάλυση αστοχιών, η τεχνολογία μπορεί επίσης να βοηθήσει στην επίλυση προβλημάτων αστοχιών που προκαλούνται από ανεπαρκή σκλήρυνση των υλικών. Η ZESTRON R&S (Reliability and Surface Technology) έχει εκτενή παγκόσμια εμπειρία στην ανάλυση διεπαφής επιφανειών, στην ανάλυση κινδύνων, στην ανάλυση αστοχιών και πολλά άλλα. Στο Κέντρο Ανάλυσης Βόρειας Ασίας της ZESTRON, οι τεχνικές μέθοδοι ανάλυσης που χρησιμοποιούνται από την R&S περιλαμβάνουν, αλλά δεν περιορίζονται σε, επιθεώρηση ματιών ψηφιακού μικροσκοπίου υψηλής ευκρίνειας, χρωματογραφία ιόντων IC, δοκιμή μόλυνσης ιόντων ROSE, φασματοσκοπία υπερύθρου μετασχηματισμού Fourier FTIR, δοκιμή αξιοπιστίας επίστρωσης CoRe test, προσδιορισμός σωματιδίων/τεχνική καθαρότητα Cleanliness, σαρωτικό ηλεκτρονικό μικροσκόπιο/αναλυτής φάσματος ακτίνων Χ (SEM/EDS), φάσμα ενέργειας φωτοηλεκτρονίων ακτίνων Χ XPS, φάσμα ενέργειας ηλεκτρονίων Auger AES, Δοκιμή στρώματος επίστρωσης, Δοκιμή ροής/ρητίνης, μέτρηση γωνίας επαφής Contact Angle, μέτρηση αντίστασης μόνωσης επιφάνειας SIR, διαφορική θερμική ανάλυση DTA κ.λπ. Οι ειδικοί της R&S όχι μόνο αξιολογούν τον κίνδυνο αστοχίας και συνιστούν προληπτικά μέτρα, αλλά αναλύουν επίσης τις αστοχίες δοκιμών επικύρωσης και τις αστοχίες πεδίου σε μηχανιστικό και αιτιώδες επίπεδο. Εάν ενδιαφέρεστε, επικοινωνήστε μαζί μας στο academy-china@zestron.com! .