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強(qiáng)文推薦|印制電路板熱分解溫度的表征
傳統(tǒng)焊接材料錫鉛合金的共熔點(diǎn)為183℃，最高組裝溫度一般可達(dá)230-235℃。而無鉛化焊接材料最常見的是錫銀銅合金，也稱為SAC合金，最理想的熔點(diǎn)通常為217℃，最高組裝溫度可達(dá)260℃。如果產(chǎn)品需要返工組裝，加工溫度可能更高[1]。基材是否能夠承受無鉛合金回流焊的溫度，以及能耐受的時(shí)間，將是其面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。
基材的耐熱性，可以通過熱分解溫度Td來初步評(píng)估。產(chǎn)品的熱分解溫度越高，越不容易在回流焊時(shí)出現(xiàn)缺陷。
如圖1-1為刻蝕后的某PCB板材的熱重分解圖（依照IPC 2.4.24.6）。由此可以獲知層壓板A達(dá)到2%時(shí)的溫度為361.427℃，達(dá)到5%的溫度為386.274℃；而B達(dá)到同樣分解程度的溫度分別為404.820℃和421.751℃。相較而言，層壓板B的熱穩(wěn)定性高于層壓板A。無論是哪一種配方，其分解溫度都遠(yuǎn)高于300℃，意味著這兩種配方在經(jīng)受無鉛回流焊時(shí)均不會(huì)出現(xiàn)由于分解氣體的產(chǎn)生造成的缺陷。
圖1 兩種層壓板（刻蝕后）的TGA結(jié)果
材料在實(shí)際環(huán)境中會(huì)經(jīng)受空氣的氧氣，老化問題不僅僅是熱老化，還有可能熱氧老化。因此，研究熱氧老化也是關(guān)鍵一環(huán)。圖1-2和圖1-3分別為基體環(huán)氧樹脂和層壓板（刻蝕后）在空氣和氮?dú)庀碌膶?duì)比結(jié)果圖。聚合物在氮?dú)庀掠捎诜肿渔I斷裂裂解為有機(jī)氣體，在氧氣的存在下樣品與氧氣反應(yīng)成CO2和H2O等。因此聚合物的熱穩(wěn)定性能和氧化穩(wěn)定性能可能會(huì)存在較大的差異。環(huán)氧樹脂的結(jié)果顯示，分解初期的行為兩者沒有什么差異。而PCB氮?dú)鈿夥障路炊瓤諝庀赂菀追纸獬鰵怏w。
TGA給出的熱分解性能和氧化性能僅僅是穩(wěn)定性能的一個(gè)方面，并不能代表全部的特性，在實(shí)際應(yīng)用中還需考慮其他因素。
圖2?環(huán)氧樹脂基體氮?dú)鈿夥蘸涂諝鈿夥盏腡GA曲線
圖3?層壓板（刻蝕后）氮?dú)鈿夥蘸涂諝鈿夥盏腡GA曲線
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