材料视界 | TMA 4000在电子工业领域中使用标准测试方法的应用

TMA 4000的设计大大简化了上述测试过程 ，非常适用于测量低膨胀率的小器件的膨胀。本文提供了这些标准方法的一些测试案例。

TMA 4000

数据测试均采用以下标准TMA测试程序：

热膨胀系数CTE的测试信号与被分析的样品的高度成正比，因此测量只有0.33毫米高样品的膨胀对TMA的灵敏度有很高的要求 。实验中使用IPC-TM-6502.4.24c-“用TMA测量玻璃化转变温度和Z轴的热膨胀”作为标准¹。该标准方法要求多层复合线路板样品的高度至少要达到0.5毫米 。在多层PCB线路板上的一角切取一小块作为试验样品 （图1），并用千分尺在X，Y和Z轴方向进行测量。Z轴方向上由于两层叠加使得样品高度达到0.66毫米。样品被放在一个小的蓝宝石基座上，使用平探头对样品施加微小力，这样不仅能消除由探头引起的样品变形带来的误差，也免去了对样品进行预处理的步骤 (见图1，扣除基线来消除基座的影响）。

在此样品的Z轴尺寸上的测试是按照IPC-TM-650第2.4.24.1条规定进行的，即分层时间测试方法¹实验。在这个实验中，将如图1所示的样品加热到265℃，然后进行等温直到样品结构破坏（俗称“爆板”），数据如图 3所示。

PC芯片在XY平面的膨胀测试同样使用IPC实验方法：2.4.41电子绝缘材料的线性热膨胀系数，该方法基于ASTM方法D696，适用于较小尺寸样品¹。同样，样品在分析前没有经过任何化学清洗或者浸蚀处理。在膨胀模式下测试，不需要基线扣除。图4所示是XY平面的热膨胀系数CTE和玻璃化转变Tg的分析结果。不明显的玻璃化转变区，表明玻璃纤维填料（同样还有涂层）抑制线路板膨胀卓有成效。

样品通过反复加热保证热状态稳定，分析结果见图6，测试CTE之前已扣除了基线从而消除装样夹具的膨胀影响（基线来自于与炉体材质膨胀系数相同的石英样品测试结果）。