Aplicação da espectroscopia infravermelha FTIR para determinar a taxa de cura de materiais eletrónicos.

A indústria eletrônica costuma usar materiais à base de resina (como folhas de semicura, tintas de resistência à solda, colas e tintas triplas) para obter ligação estrutural ou isolamento elétrico. Se o material de resina pode ser totalmente curado afeta diretamente a força de ligação do material e, em seguida, afeta a qualidade e a confiabilidade do produto. Portanto, no uso real do processo para garantir que este material de resina seja completamente curado, o monitoramento da taxa de cura é essencial. A taxa de cura é um índice para avaliar o estado químico e físico do material de resina de líquido ou semissólido para sólido. Ao medir a taxa de cura, o grau de reação da amostra curada pode ser observado e o desempenho do material pode ser controlado no uso real. Existem muitos métodos de medição comumente usados, e a espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier FTIR é uma tecnologia de monitoramento simples e fácil. O seguinte usa adesivo curável por UV como exemplo para ilustrar a aplicação da espectroscopia infravermelha FTIR na determinação da taxa de cura.

Um espectrômetro de infravermelho por transformada de Fourier Bruker ALPHA II foi usado para colocar a amostra a ser testada no cristal ATR da mesa de amostras, e o procedimento de teste foi iniciado para obter o espectro infravermelho. O teste foi realizado três vezes em paralelo em três locais diferentes da mesma amostra.

Faixa de número de onda: 4000-400cm-1; Resolução: 4cm-1; Tempos de varredura: 32 vezes.

A análise quantitativa do espectro infravermelho é baseada na medição da área do pico do espectro de absorção característico para calcular o conteúdo de cada componente, a teoria é derivada da lei de Lamberbier. Neste teste, o método da razão de pico relativa foi adotado, o espectrômetro de infravermelho foi usado para testar os espectros infravermelhos de matérias-primas não curadas e amostras curadas, respectivamente, e o software foi usado para integrar o pico de medição selecionado e o pico de referência, e a taxa de cura foi obtida de acordo com a fórmula de cálculo da taxa de cura. O adesivo curável por UV é irradiado por luz ultravioleta, onde -C=C- é polimerizado e reage para formar C-C-. A taxa de cura pode ser determinada pela mudança de -c =C-. A forma do plano C-H na ligação dupla carbono-carbono é variável e oscila entre 1010-667cm-1. O pico comum da cola UV é 810±5cm-1, e o pico nesta área é relativamente único, fácil de distinguir e forte, por isso é calculado como o pico de medição. Ao mesmo tempo, na reação de cura, C=O e C-O na cola UV não participam da reação, o conteúdo é basicamente inalterado, e C=O (1720 cm-1) ou C-O (1150cm-1) é geralmente usado como um pico de referência. Devido à alta intensidade e características óbvias do pico C=O medido na prática, o pico característico C=O é selecionado como o pico de referência para cálculo. A fórmula de cálculo é a seguinte: M'/R' : a razão da área do pico entre o pico de medição curado e o pico de referência M/R: a razão da área do pico entre o pico de medição não curado e o pico de referência

A mesma amostra foi testada em paralelo por 3 vezes neste experimento, e o valor médio foi o resultado da taxa de cura. Tabela 1: Dados e resultados do teste da taxa de cura da amostra

• Teste não destrutivo: FTIR é um teste não destrutivo que não causa nenhum dano à amostra e é adequado para amostras valiosas ou mais limitadas.
• Resposta rápida: FTIR é capaz de concluir testes em um curto espaço de tempo para atender às necessidades de controle de qualidade rápido.
• Alta sensibilidade e especificidade: FTIR é capaz de detectar pequenas alterações químicas, fornecendo uma análise quantitativa precisa do processo de cura.

O uso do teste FTIR da taxa de cura da cola UV é simples e rápido, resultados confiáveis, sem pré-tratamento, sem consumo de reagentes químicos e proteção ambiental e segurança. Este método de teste requer um tamanho de amostra pequeno, amostra basicamente não destrutiva, adequada para teste não destrutivo de amostras. Em resumo, o teste FTIR da taxa de cura é um meio técnico muito valioso para a avaliação de materiais e processos eletrônicos de resina. Além disso, na análise de falhas, a tecnologia também pode ajudar a resolver problemas de falha causados por cura insuficiente de materiais. A ZESTRON R&S (Reliability and Surface Technology) tem vasta experiência global em análise de interface de superfície, análise de risco, análise de falhas e muito mais. No Centro de Análise da Ásia do Norte da ZESTRON, os métodos de análise técnica usados pela R&S incluem, mas não se limitam a inspeção ocular por microscópio digital de alta definição, cromatografia iônica IC, teste de contaminação iônica ROSE, espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier FTIR, teste de confiabilidade de revestimento CoRe, determinação de partículas/limpeza técnica Cleanliness, microscópio eletrônico de varredura/analisador de espectro de energia de raios-X (SEM/EDS), espectro de energia de fotoelétrons de raios-X XPS, espectro de energia de elétrons Auger AES, teste de camada de revestimento, teste de fluxo/resina, medição do ângulo de contato Contact Angle, medição da resistência de isolamento de superfície SIR, análise térmica diferencial DTA, etc. Os especialistas da R&S não apenas avaliam o risco de falha e recomendam medidas preventivas, mas também analisam falhas de teste de validação e falhas de campo nos níveis mecanicista e de causa raiz. Se você estiver interessado, entre em contato conosco em academy-china@zestron.com!