覆銅板，英文名CopperCladLaminate，縮寫CCL，電子電路基材是近幾年對覆銅板的專業(yè)叫法。覆銅板是PCB制造的上游核心材料，覆銅板對電路中信號的傳輸速度、能量損失和特性阻抗等有很大的影響，因此印制電路板（PCB）的性能、品質(zhì)、制造中的加工性、制造水平、制造成本以及長期的可靠性及穩(wěn)定性在很大程度上取決于覆銅板。

今天開始，小編會從華正CNAS檢測實驗室的角度分幾期對覆銅板的性能指標及測試方法做介紹，帶你了解這個行業(yè)的知識與經(jīng)驗。

Tg的測試方法及適用范圍

對于非晶聚物，對它施加恒定的力，觀察它發(fā)生的形變與溫度的關(guān)系，通常特稱為溫度形變曲線或熱機械曲線。非晶聚物有四種力學狀態(tài)，它們是玻璃態(tài)、粘彈態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。

Tg，Glass transition temperature（玻璃化轉(zhuǎn)變溫度）的縮寫，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是指聚合物由高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴ＡB(tài)或玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)所對應(yīng)的溫度。

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從分子結(jié)構(gòu)上講，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是高聚物無定形部分從凍結(jié)狀態(tài)到解凍狀態(tài)的一種松弛現(xiàn)象。玻璃化轉(zhuǎn)變是非晶態(tài)高分子材料固有的性質(zhì)，是高分子運動形式轉(zhuǎn)變的宏觀體現(xiàn)，它直接影響到材料的使用性能和工藝性能，因此它是高分子物理研究的主要內(nèi)容之一。

目前我司檢測中心關(guān)于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測試方法主要以下三種：差示掃描量熱法(DSC)、靜態(tài)熱機械分析法(TMA)、動態(tài)熱機械分析法(DMA)。下面就來詳細說一下三種測試方法的測試原理以及測試優(yōu)缺點。

01

差示掃描量熱法(DSC)

DSC測試材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的原理是測量材料的比熱容隨溫度的變化。Tg前后材料的比熱容會發(fā)生較大變化，根據(jù)材料升溫過程中比熱容變化的曲線可以確定Tg。從圖中可知，在通常情況下高聚物的Tg是一個吸熱方向的臺階，玻璃化轉(zhuǎn)變是一個區(qū)域，此法通常以與兩條外推基線的距離相等的線與曲線的交點作為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。我們常說的Tg溫度是兩條外推基線距離相等的線與曲線的交點。

DSC測試Tg優(yōu)點：

1.測試所需樣品量較少；

2.DSC適用于一些原材料如填料膠液粉末等形態(tài)的樣品測試Tg；

3.DSC測試操作簡單，人員容易掌握。

DSC測試Tg缺點：

1.對于一些熱效應(yīng)比較小的樣品，很難獲得Tg溫度；

2.受熱歷史及固化反應(yīng)的影響較大。

差示掃描量熱儀（DSC）

02

靜態(tài)熱機械分析法(TMA)

TMA法是依據(jù)聚合物在一定外力（恒定的力，通常設(shè)置為0.05N）作用下，不同溫度下表現(xiàn)出的形變不一樣，在溫度-形變曲線上玻璃化轉(zhuǎn)變溫度處會有明顯的轉(zhuǎn)折，由此來確定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

通過TMA測試得到的曲線，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度通常是指發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變前后，在測量方向上尺寸隨溫度變化曲線的切線交點，詳見圖。

TMA測試Tg優(yōu)點：

1.適配面較廣，能夠測試固體及薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；

2.數(shù)據(jù)精確度高。

TMA測試Tg缺點：

1.對制樣有一定的要求；

2.通常會受熱歷史及是否有軟化點的影響；不適合填充材料的測試。

靜態(tài)熱機械分析儀（TMA）

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03

動態(tài)熱機械分析法(DMA)

動態(tài)熱機械分析法（DMA）是一種常用的熱分析法，其工作原理是在程序控溫條件下，對樣品施加一個應(yīng)力，樣品在該應(yīng)力下發(fā)生形變，記錄樣品形變性能隨溫度或者時間變化的關(guān)系。

DMA法主要用于測試粘彈性材料在頻率、溫度、載荷變化下的力學性能，測量樣品主要得到三個參數(shù)：儲能模量、損耗模量、損耗因子。通過分析上述三種DMA參數(shù)，可以得到測試樣品在一定溫度范圍內(nèi)，樣品內(nèi)部的物理/化學變化造成的粘彈性的改變。詳見圖。

（1）儲能模量和溫度曲線（藍色線），可用于表征材料在不同溫度點下的剛度及最高使用溫度。

（2）損耗模量和溫度曲線（綠色線），損耗模量與樣品中分子運動時以熱量的形式消耗的能量成正比，可以反映樣品內(nèi)部的粘性成分，表征樣品的阻尼。

（3）儲能模量和損耗模量的比值稱作損耗因子，可以反映樣品內(nèi)部鏈段運動時，應(yīng)變相對于應(yīng)力的滯后現(xiàn)象，在損耗因子和溫度的曲線上（紅色線），將峰值對應(yīng)的溫度稱為Tt-andelta，本實驗室將Tt-andelta作為Tg。

DMA測試Tg優(yōu)點：

1.DMA具有很高的靈敏度，能測到非常微弱的二次松弛過程，因此適合高結(jié)晶、高交聯(lián)的復(fù)合材料或填充材料的的測定；

2.DMA適配的夾具廣泛可以測試不同形態(tài)的樣品。

DMA測試Tg缺點：

1.DMA制樣要求高；

2.DMA測試時間長，且夾具類型會影響測試結(jié)果；熱歷史對結(jié)果也會產(chǎn)生影響。

動態(tài)熱機械分析儀（DMA）

04

總結(jié)

以上三種方法均為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測試方法，不同的方法得到的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是沒法比較的，因為不同方法原理不一樣，且玻璃化轉(zhuǎn)變是一個溫度區(qū)域內(nèi)發(fā)生的，而不是發(fā)生于某一點(測試時取哪一點作為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度點，一般參考相關(guān)標準)，因此測試方法選擇需要根據(jù)方法特點及樣品情況來進行評估，表征結(jié)果時需注明測試方法及測試條件。

華正新材研發(fā)中心實驗室于2012年批準成立, 2014年首次被國家合格評定委員會認定為CNAS實驗室。截至2024年，實驗室占地面積近千平，設(shè)備投資總額達近億元，擁有行業(yè)領(lǐng)先的檢測設(shè)備百余套。目前，實驗室檢測能力可覆蓋PCB、CCL及高分子材料等相關(guān)領(lǐng)域。

審核編輯：劉清