楊中強 顏善銀 李杜業(yè) 李 遠(yuǎn)（廣東生益科技股份有限公司，國家電子電路基材工程技術(shù)研究中心，廣東 東莞 523808）

氧化誘導(dǎo)時間和氧化誘導(dǎo)溫度測試方法在覆銅板中應(yīng)用

楊中強 顏善銀 李杜業(yè) 李 遠(yuǎn)
（廣東生益科技股份有限公司，國家電子電路基材工程技術(shù)研究中心，廣東 東莞 523808）

文章介紹了用差示掃描量熱法（DSC）測試氧化誘導(dǎo)時間和氧化誘導(dǎo)溫度的測試原理和方法。結(jié)合作者在覆銅板工作的實際經(jīng)驗，指出了UL認(rèn)證在研發(fā)工作中的局限性，并以簡單例子闡述了氧化誘導(dǎo)時間測試方法在覆銅板中的應(yīng)用。

氧化誘導(dǎo)時間；氧化誘導(dǎo)溫度；覆銅板；測試方法

覆銅板制造行業(yè)一直受到電子整機產(chǎn)品、半導(dǎo)體制造技術(shù)、電子安裝技術(shù)及印制電路板制造技術(shù)的革新與發(fā)展所驅(qū)動。由于電子產(chǎn)品的長期耐熱氧老化性能是用戶關(guān)注的性能，覆銅板又是其極為重要的基礎(chǔ)材料，對覆銅板耐熱氧老化進(jìn)行研究變得極其重要[1]。眾所周知，對覆銅板耐熱氧老化進(jìn)行測試最知名的方法就是進(jìn)行UL認(rèn)證[2]，但是UL認(rèn)證測試周期長、測試費用昂貴、需要的樣品數(shù)量多、認(rèn)證過程復(fù)雜[3][4]。覆銅板產(chǎn)品出口，特別是印制線路板或其終端產(chǎn)品出口，必須進(jìn)行UL認(rèn)證，但是在覆銅板研發(fā)階段，尤其是在進(jìn)行配方篩選時，UL認(rèn)證方法顯然不可行，必須尋找一種可以快速測試的方法。

現(xiàn)簡要介紹塑料行業(yè)中耐熱氧老化的測試方法，即氧化誘導(dǎo)時間和氧化誘導(dǎo)溫度測試方法[5]-[8]，并將此方法引入覆銅板領(lǐng)域，同時以幾個簡要的測試?yán)?，來說明氧化誘導(dǎo)時間和氧化誘導(dǎo)溫度測試方法在覆銅板中的應(yīng)用。

1 術(shù)語定義[5]

氧化誘導(dǎo)時間（Oxidation Induction Time），即等溫OIT（isothermal OIT），指穩(wěn)定化材料耐氧化分解的一種相對變量。在常壓、氧氣或空氣氣氛及規(guī)定溫度下，通過量熱法測定材料出現(xiàn)氧化放熱的時間，以分（min）表示。

氧化誘導(dǎo)溫度（Oxidation Induction Temperature），即動態(tài)OIT（dynamic OIT），指穩(wěn)定化材料耐氧化分解的一種相對變量。在常壓、氧氣或空氣氣氛中，以規(guī)定的速率升溫，通過量熱法測定材料出現(xiàn)氧化放熱的溫度，以攝氏度（℃）表示。

2 測試原理[5]

在氧氣或空氣氣氛中，在規(guī)定的溫度下恒溫或以恒定的速率升溫時，測定試樣中的抗氧化穩(wěn)定體系抑制其氧化所需的時間或溫度。氧化誘導(dǎo)時間或氧化誘導(dǎo)溫度是評價被測材料穩(wěn)定水平（或程度）的一種手段。試驗溫度越高氧化誘導(dǎo)時間越短；升溫速率越快氧化誘導(dǎo)溫度也越高。氧化誘導(dǎo)時間或氧化誘導(dǎo)溫度還與試樣承受氧化的表面積有關(guān)。另外，在純氧中測試會比普通大氣環(huán)境下測得的氧化誘導(dǎo)時間短或氧化誘導(dǎo)溫度低。

氧化誘導(dǎo)時間（等溫OIT）測試原理：試樣和參比物在惰性氣氛（氮氣）中以恒定的速率升溫。達(dá)到規(guī)定溫度時，切換成相同流速的氧氣或空氣。然后將試樣保持在該恒定溫度下，直到在熱分析曲線上顯示出氧化反應(yīng)。等溫OIT就是開始通氧氣或空氣到氧化反應(yīng)開始的時間間隔。氧化的起始點是由試樣放熱的突增來表明的，可通過差示掃描量熱法（DSC）觀察。

氧化誘導(dǎo)溫度（動態(tài)OIT）測試原理：試樣和參比物在氧氣或空氣氣氛中以恒定的速率升溫，直到在熱分析曲線上顯示出氧化反應(yīng)。動態(tài)OIT就是氧化反應(yīng)開始時的溫度。氧化的起始點是由試樣放熱的突增來表明的，可通過差示掃描量熱法（DSC）觀察。

3 測試覆銅板的等溫OIT

現(xiàn)有A、B、C、D、E五種覆銅板，其中A為現(xiàn)有的覆銅板產(chǎn)品，B、C、D、E為改進(jìn)配方之后的覆銅板樣品，為了識別改進(jìn)配方之后的覆銅板樣品中耐熱氧老化性能最好的樣品，分別將五種覆銅板進(jìn)行了等溫OIT測試，測試結(jié)果見圖1和表1，結(jié)合表1的數(shù)據(jù)和圖1的曲線圖，可知，覆銅板樣品E的耐熱氧老化性能最好。

4 測試覆銅板配方原材料的等溫OIT

上文中A、B、C、D、E五種覆銅板，配方中最主要的差異，就是有一種原材料不一樣，其他配方組份都完全一樣，A、B、C、D、E五種覆銅板中不同的原材料分別是a、b、c、d、e，原材料a、b、c、d、e都不參與化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，只與配方中其他原材料進(jìn)行物理混合。于是將原材料a、b、c、d、e粉碎，模壓成相同的小圓片，分別測試等溫OIT，測試結(jié)果見圖2和表2，結(jié)合表2的數(shù)據(jù)和圖2的曲線圖，可知，原材料e的耐熱氧老化性能最好。原材料e對應(yīng)的覆銅板樣品E的耐熱氧老化性能也是最好的，覆銅板和原材料的測試結(jié)果是一致的。值得注意的是，測試覆銅板配方原材料的等溫OIT，原材料一定不能參與化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，否則，測試結(jié)果沒有任何參考意義。

圖1 覆銅板在180℃時的等溫OIT（min）

表1 覆銅板在180℃時的等溫OIT（min）

圖2 覆銅板原材料在210℃時的等溫OIT（min）

表2 覆銅板原材料在210℃時的等溫OIT（min）

5 測試覆銅板的動態(tài)OIT

為了使得上文中得到的結(jié)論更加牢靠，將改進(jìn)配方之后的B、C、D、E覆銅板樣品進(jìn)行動態(tài)OIT測試，測試結(jié)果見圖3和表3，結(jié)合表3的數(shù)據(jù)和圖3的曲線圖，可知，覆銅板樣品E的耐熱氧老化性能還是最好的。至此，可以確定B、C、D、E覆銅板樣品中，覆銅板樣品E的耐熱氧老化性能是最優(yōu)的，為配方的篩選提供了依據(jù)，因此，可以將覆銅板產(chǎn)品A中的原材料a換為原材料e，提高覆銅板產(chǎn)品的耐熱氧老化性能。

圖3 覆銅板在氧氣氛中升溫測試的動態(tài)OIT（℃）

表3 覆銅板在氧氣氛中升溫測試的動態(tài)OIT（℃）

6 結(jié)語

氧化誘導(dǎo)時間（等溫OIT）和氧化誘導(dǎo)溫度（動態(tài)OIT）測試方法雖然是塑料行業(yè)的測試方法，但是完全可以借鑒到覆銅板行業(yè)，用于快速測試覆銅板的耐熱氧老化性能，為配方的篩選提供有力的依據(jù)，指導(dǎo)研發(fā)工作的快速開展。盡管OIT測試原理和測試方法都比較簡單，而且省時省力，但是OIT測試在覆銅板行業(yè)應(yīng)用的文獻(xiàn)非常少，希望將OIT測試方法引入覆銅板行業(yè)，并進(jìn)行豐富和發(fā)展，形成覆銅板行業(yè)相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)內(nèi)部的測試標(biāo)準(zhǔn)。

[1]馮志新,官健,謝宇芳. 環(huán)氧樹脂覆銅板(CCL)耐熱老化的研究[J]. 合成材料老化與應(yīng)用, 2012, 41(6): 9-11.

[2]UL 746B, Polymeric Materials–Long Term Property Evaluations[S]. Underwriters Laboratories Inc., 2010.

[3]董霏. 目前CCL企業(yè)UL認(rèn)證問題[J]. 覆銅板資訊, 2009(2):42-44.

[4]陳誠. UL簡介與CCL認(rèn)可[J]. 印制電路信息, 2004(1):62-69.

[5]GB/T 19466.6-2009, 塑料差示掃描量熱法(DSC) 第6部分:氧化誘導(dǎo)時間(等溫OIT)和氧化誘導(dǎo)溫度(動態(tài)OIT)的測定[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

[6]張立軍,劉麗軍,姜進(jìn)憲,劉紅巖,孫松義. 差示掃描量熱法測定塑料的氧化誘導(dǎo)時間和氧化誘導(dǎo)溫度[J]. 橡塑技術(shù)與裝備, 2010,36(6):12-15.

[7]張立軍,馬子貴,姜進(jìn)憲,于靜. 塑料氧化誘導(dǎo)時間和氧化誘導(dǎo)溫度的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法綜述[J]. 橡塑技術(shù)與裝備, 2009,35(3):5-9.

[8]李震環(huán). 國內(nèi)外測定氧化誘導(dǎo)時間試驗方法標(biāo)準(zhǔn)綜述[J]. 中國標(biāo)準(zhǔn)化, 2005(4): 29-32.

楊中強，高級工程師，主要從事電子電路基材技術(shù)研發(fā)和管理工作。

Application of oxidation induction time and oxidation induction temperature test methods in Copper Clad Laminate

YANG Zhong-qiang YAN Shan-yin LI Du-ye LI Yuan

The principles and methods of oxidation induction time (isothermal OIT) and oxidation induction temperature (dynamic OIT) measured by differential scanning calorimetry (DSC) were introduced in this paper. Combined with the author's practical experience of copper clad laminate, the limitation of UL certification in the research and development was pointed out; and application of OIT test methods in copper clad laminate was presented through a few simple examples.

Oxidation Induction Time; Oxidation Induction Temperature; Copper Clad Laminate; Test Methods

TN41

A

1009-0096（2014）08-0026-02