Przemysł elektroniczny często wykorzystuje materiały na bazie żywic (takie jak arkusze półutwardzalne, tusze do rezystancji lutowniczej, kleje i trzy farby antykorozyjne) w celu uzyskania wiązania strukturalnego lub izolacji elektrycznej. To, czy materiał żywiczny może być w pełni utwardzony, bezpośrednio wpływa na siłę wiązania materiału, a następnie wpływa na jakość i niezawodność produktu. Dlatego w rzeczywistym procesie użytkowania, aby zapewnić całkowite utwardzenie tego materiału żywicznego, monitorowanie szybkości utwardzania jest niezbędne. Szybkość utwardzania jest wskaźnikiem oceny stanu chemicznego i fizycznego materiału żywicznego od stanu ciekłego lub półstałego do stałego. Mierząc szybkość utwardzania, można zaobserwować stopień reakcji utwardzonej próbki i kontrolować wydajność materiału w rzeczywistym użytkowaniu. Istnieje wiele powszechnie stosowanych metod pomiarowych, a spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera FTIR jest prostą i łatwą w monitorowaniu technologią. Poniżej użyto kleju utwardzalnego UV jako przykładu, aby zilustrować zastosowanie spektroskopii w podczerwieni FTIR w określaniu szybkości utwardzania.
Do umieszczenia badanej próbki na krysztale ATR stołu próbki użyto spektrometru w podczerwieni z transformacją Fouriera Bruker ALPHA II, a następnie uruchomiono procedurę testową w celu uzyskania widma w podczerwieni. Test przeprowadzono trzykrotnie równolegle w trzech różnych miejscach tej samej próbki.
Zakres liczb falowych: 4000-400cm-1; Rozdzielczość: 4cm-1; Czasy skanowania: 32 razy.
Analiza ilościowa widma w podczerwieni opiera się na pomiarze powierzchni piku charakterystycznego widma absorpcyjnego w celu obliczenia zawartości każdego składnika, teoria wywodzi się z prawa Lamberta-Beera. W tym teście zastosowano metodę względnego stosunku piku, spektrometr w podczerwieni został użyty do przetestowania widm w podczerwieni surowców nieutwardzonych i utwardzonych próbek, a oprogramowanie zostało użyte do zintegrowania wybranego piku pomiarowego i piku odniesienia, a szybkość utwardzania uzyskano zgodnie ze wzorem obliczania szybkości utwardzania. Klej utwardzalny UV jest naświetlany światłem ultrafioletowym, gdzie -C=C- polimeryzuje i reaguje, tworząc C-C-. Szybkość utwardzania można określić na podstawie zmiany -c =C-. Kształt płaszczyzny C-H na wiązaniu podwójnym węgiel-węgiel jest zmienny i oscyluje między 1010-667cm-1. Powszechnym pikiem kleju UV jest 810±5cm-1, a pik w tym obszarze jest stosunkowo pojedynczy, łatwy do odróżnienia i silny, dlatego jest obliczany jako pik pomiarowy. Jednocześnie, w reakcji utwardzania, C=O i C-O w kleju UV nie uczestniczą w reakcji, zawartość jest zasadniczo niezmieniona, a C=O (1720 cm-1) lub C-O (1150cm-1) jest zwykle używane jako pik odniesienia. Ze względu na wysoką intensywność i oczywiste cechy piku C=O mierzonego w praktyce, charakterystyczny pik C=O jest wybierany jako pik odniesienia do obliczeń. Wzór obliczeniowy jest następujący: M'/R' : stosunek powierzchni piku między utwardzonym pikiem pomiarowym a pikiem odniesienia M/R: stosunek powierzchni piku między nieutwardzonym pikiem pomiarowym a pikiem odniesienia
Ta sama próbka została przetestowana równolegle 3 razy w tym eksperymencie, a średnia wartość była wynikiem szybkości utwardzania. Tabela 1: Dane i wyniki testu szybkości utwardzania próbki
Zastosowanie testów FTIR do określania szybkości utwardzania kleju UV jest proste i szybkie, wyniki są wiarygodne, nie wymaga wstępnej obróbki, nie zużywa odczynników chemicznych oraz jest przyjazne dla środowiska i bezpieczne. Ta metoda testowa wymaga niewielkiego rozmiaru próbki, zasadniczo nieniszczącej próbki, odpowiedniej do nieniszczących testów próbek. Podsumowując, testowanie szybkości utwardzania za pomocą FTIR jest bardzo cennym środkiem technicznym do oceny materiałów i procesów elektronicznych z żywicy. Ponadto, w analizie awarii, technologia ta może również pomóc w rozwiązywaniu problemów z awariami spowodowanymi niewystarczającym utwardzaniem materiałów. ZESTRON R&S (Reliability and Surface Technology) posiada bogate globalne doświadczenie w analizie interfejsów powierzchni, analizie ryzyka, analizie awarii i innych. W Centrum Analiz Północnej Azji ZESTRON, metody analizy technicznej stosowane przez R&S obejmują, ale nie są ograniczone do, inspekcji wzrokowej za pomocą cyfrowego mikroskopu o wysokiej rozdzielczości, chromatografii jonowej IC, testu zanieczyszczenia jonami ROSE, spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera FTIR, testu niezawodności powłoki CoRe, oznaczania cząstek stałych/czystości technicznej Cleanliness, skaningowego mikroskopu elektronowego/analizatora widma energii rentgenowskiej (SEM/EDS), spektroskopu fotoelektronów rentgenowskich XPS, spektroskopu elektronów Augera AES, testu warstwy powłoki, testu topnika/żywicy, pomiaru kąta zwilżania Contact Angle, pomiaru rezystancji izolacji powierzchni SIR, różnicowej analizy termicznej DTA itp. Eksperci R&S nie tylko oceniają ryzyko awarii i zalecają środki zapobiegawcze, ale także analizują awarie testów walidacyjnych i awarie w terenie na poziomie mechanistycznym i przyczynowym. Jeśli jesteś zainteresowany, skontaktuj się z nami pod adresem academy-china@zestron.com! .
