热分析技术在电子元件领域的应用—印刷电路板的热特性评价

随着生活的不断数字化和智能化，各种电子产品覆盖了生活中的方方面面，如电脑，手机，以及各种AI智能产品等。并且这些电子产品一直向小型化，紧凑化发展，导致电子产品中的电子部件也会更小，更紧凑，这就对电子部件的材料性能提出了更高的要求。

印刷电路板是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。不同的使用环境会使其材料发生热膨胀及软化，这可能会引起电子电路的破损。因此，在高温环境下需使用尺寸变化较小的玻璃纤维增强环氧树脂（基板），而其膨胀率和软化温度等热特性参数会作为其重要的评价指标。

下面就以玻璃纤维增强环氧树脂基板为例，通过日立TMA、DSC、DMA对其进行玻璃化转变温度、热膨胀以及软化特性等的热特性评价。

TMA测试结果

将玻璃纤维增强环氧树脂基板以图示3个方向进行分别测定。A方向的样品长度较短，到玻璃化转变温度为止，其膨胀率最小，但经过玻璃化转变之后，其膨胀率大幅增大。同样地，可以得到B、C方向的膨胀率数据，从而可获得树脂的膨胀情况，确认异向性。

DSC测试结果

在120~150℃区间可以观察到环氧树脂的玻璃化转变。由于玻璃纤维的加入，样品中树脂含量很少，DSC检测到的玻璃化转变信号亦变小，但能清晰检测到玻璃化转变的台阶变化。

DMA测试结果

通过DMA可以评价样品的软硬程度和温度变化的关系。从起始温度至120℃附近，材料的储能模量E’（1.7x10¹⁰）保持稳定。在120~170℃是环氧树脂的玻璃化转变区间，样品软化，E‘降低。 

综上所述：TMA、DSC、DMA测得玻璃纤维增强环氧树脂基板的玻璃化转变温度均在125℃附近，他们确定玻璃化转变温度的依据分别为：TMA依据样品的膨胀率变化，DSC依据比热变化，而DMA依据模量变化。

日立TA7000系列热分析仪拥有良好的性能和超高的灵敏度，可对印刷电路板膨胀率，异向性，耐热性以及强度等热特性进行准确评价，为环氧树脂的研发，生产和使用提供科学的数据支持和指导方案。

关于日立TA7000系列热分析仪详情，请见：

日立 DSC7020/DSC7000X差示扫描热量仪

https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313721.htm

日立 STA7000Series 热重-差热同步分析仪

https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313727.htm

日立 TMA7000Series 热机械分析仪

https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313737.htm

日立 DMA7100 动态机械分析仪

https://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C313739.htm

关于日立高新技术公司：

日立高新技术公司，于2013年1月，融合了X射线和热分析等核心技术，成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术，精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新，因此公司变为日立高新的子公司，同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学，扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料，产品线更丰富的日立高新技术集团，将继续引领科学领域的核心技术。