Современная электроника №4/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 29 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2020 при –40, –20, 0, +20, +60, +100 и +130°С. Результаты испытаний приведены далее в тексте. Для того чтобы оценить измене- ния свойств материала после терми- ческого старения, были построены профили модуля упругости и отно- сительного удлинения при разрыве (см. рис. 4, 5). Если посмотреть на обыч- ный УФ-влагостойкий материал, стано- вится очевидно, что общее удлинение при разрыве материала значительно уменьшается, причём максимальное растяжение происходит в диапазоне от примерно комнатной температуры до +100°C (см. рис. 4а). Это говорит о том, что материалы во время термическо- го старения становятся более хрупки- ми. Для материала химического отвер- ждения наблюдается общий чистый прирост эластичности и значительно уменьшённый сдвиг в максимальной эластичности примерно от 0 до +20°С (см. рис. 4б). В целом профили схожи, что свидетельствует о том, что матери- ал не сильно изменился в процессе тер- мического старения, оставаясь эластич- ным и гибким. На рисунке 5а показано увеличение модуля упругости обычного материа- ла, отверждаемого ультрафиолетом/ влагой, что указывает на увеличение жёсткости и значительное увеличе- ние напряжения, приложенного к пая- ным узлам, в более широком диапазоне, тогда как для материала химического отверждения модуль упругости остаёт- ся постоянным при старении. Общая картина такова, что обычные материалы имеют тенденцию быть очень жёсткими и неэластичными при температурах ниже температуры окружающей среды, тогда как система химического отверждения оставалась эластичной до –20°C, но всё ещё сохра- няла способность к удлинению даже при –40°C. Коэффициент теплового расширения (CTE) и температуры стеклования (Tg) В дополнение к приведённым зна- чениям модуля эластичности и удли- нения при разрыве: значения CTE и Tg являются важными величинами, кото- рые определяют повреждение, нанесён- ное паяным узлам во время тепловых отклонений. Несоответствие между CTE сборки и покрытия является, по край- ней мере, одной из причин растрески- вания покрытий во время испытаний на термический удар. Значения CTE для различных покры- тий были измерены с помощью цифро- вой корреляции изображений (DIC) – высокоточной методологии оптиче- ских измерений (см. рис. 6). Эта мето- дика измерений особенно хорошо под- ходит для материалов покрытий, где обычные методы термомеханическо- го анализа (ТМА) могут быть неточны- ми из-за размягчения образца. Листы образцов были изготовлены, отвержде- ны и состарены вместе с теми, кото- рые использовались для исследования модуля и удлинения эластичности при разрыве. Результаты работыDIC приве- дены в таблице 1. CTE1 – это CTE в обла- UV40-250-RT UV40-250-130-1000 UVCLX-RT UVCLX-130-1000 Удлинение при разрыве, % Удлинение при разрыве, % 60 50 –50 50 100 150 T, q C T, q C 40 30 20 10 0 60 50 10 0 0 –50 50 100 150 0 40 30 20 Рис. 4. Тесты на растяжение защитных покрытий после термического старения: а) UV40-250; б) UVCLX Рис. 5. Тест модуля упругости защитных покрытий: а) UV40; б) UVCLX Рис. 6. Температура стеклования и коэффициент теплового расширения во время старения при +130°С UV40-RT UV40-130-1000 UVCLX-RT UVCLX-130-1000 Модуль упругости, МПа Модуль упругости, МПа –50 50 100 150 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0 –50 50 100 150 0 0 T, q C T, q C ' CTE1 UR1-RT 0 –5 –10 –15 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 –25 –20 –30 UVCLX-RT UV1-RT UV2-RT UV3-RT ' CTE2 ' Tg ' Tg/°C ' CTE/ppm°C -1 а а б б