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红外光谱仪用于电子产业链产品用胶水固化率测试

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2024/10/18 11:43:13

前言 随着电子设备的普及,液晶 显示屏(LCD)应用越来越 广泛,LCD 行业快速发展。 我国为全球液晶显示器零配件的主要加工基地,发展迅速。 UV固化胶作为液晶显示屏制作中重要材料,固化速度快、无溶剂、生产效率高, 主要起到密封、固定金属管脚等作用,广泛应用用电路板行业。UV 固化剂中 光引发剂在适当光强的紫外光照射下,迅速分解成自由基或阳离子,不饱和 键发生聚合反应,使材料固化。


UV 固化在电子行业应用方向: 1.智能卡和导电聚合物显示器的粘接和密封; 2.接线柱、继电器、电容器和微开关的涂装和密封; 3.印刷电路板 (PCB) 粘帖表面元件; 4.印刷电路板集成电路块粘接; 5.液晶显示屏的封装和固定

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UV 胶固化过程会存在光固化及热固化过程,光固化过程 为活性丙烯酸基团聚合反应,而热固化过程为环氧基团 聚合反应。两种活性基团反应量越多,固化程度越固化程度不仅影响到阻焊性能,同时影响到后续工序的 制作难度,故对电路板固化率的了解和控制非常重要。

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利用红外光谱仪测试反应前后活性基团特征吸收峰的变 化来计算固化程度,操作简单,快速方便。依据环氧基 团特征吸收峰比例变化来判断热固化率程度,依据丙烯 基特征吸收峰比例变化来判断光固化率程度。

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样品测试 测试条件 测试波长:4000-400cm-1 ;分辨率 4cm-1 ;扫描次数 8 次。 测试过程 将电路板样品测试面放在 ATR 晶体上,测试其红外谱图。 傅里叶变换红外光谱仪所需样品量小,对样品破坏性小。 同一样品分别测试 3 个不同位置的红外光谱图。

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计算过程 环氧 - 丙烯酸胶固化率测试 - 相对峰比例法: 分别测试未固化原料及固化后样品红外谱图,根据样品 红外吸收峰比例计算固化率。热固化反应过程依据环氧 基的特征吸收峰(925cm-1 )变化来测定热固化率,光固 化反应过程依据丙烯基的特征吸收峰(1407cm-1 )变化 来测定光固化率。红外谱图可以看出,固化前后环氧基 和丙烯基特征吸收峰的吸收强度有明显变化,而填料吸 收峰(608cm-1 )变化不大。

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本实验以填料的特征吸收峰为相应内标,依据环氧基和 丙烯基与填料的特征吸收峰的相对峰比例法来计算样品 固化率。同一样品取不同位置多次测试,样品固化率基 本一致,

见表 1。 

计算公式: 原料环氧基相对值:F0=A0/C0 原料丙烯基相对值:E0=B0/C0 固化后样品环氧基相对值:F1=A1/C1 固化后样品丙烯基相对值:E1=B1/C1 热固化率(%=1-F1/F0*100 光固化率(%=1-E1/E0*100

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结论 利用 PerkinElmer Spectrum Two 红外光谱仪测试电子产 业链用胶水的固化率,操作简单,无需前处理,不消耗 化学试剂,环保安全。测试所需样品量小,基本无样品 破坏性,适用于样品无损检测。 红外测试速度快,数十秒即可完成一个样品测试,适用 于大批量样品测试。 综上,红外光谱仪测试胶水固化率,预计会成为电子产 业链用胶水测试的优秀解决方案。

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