【摘要】 基于双阿伦尼乌斯模型与TMA技术，实现B阶段环氧预浸料粘度行为精准预测。解析平行板流变仪在复合材料层压的质量控制应用，提升介电强度与热膨胀系数合格率。

在印刷电路板复合材料层压工艺中，B阶段环氧预浸料（玻璃织物浸渍部分固化树脂）通过热压工艺粘合覆铜基板。其中B阶段树脂的粘度行为​（粘度-温度-时间关系）直接决定层压质量，影响介电强度、热膨胀系数等关键性能。为降低全尺寸层压测试成本，开发实验室级粘度预测方法至关重要。

目前主流方法为锥板粘度计与平行板流变仪​：

  • 锥板法通过锥体转速与扭矩动态解析粘弹性复合粘度​
  • 平行板流变仪（图1）基于恒定压力下样品厚度变化计算绝对粘度​（剪切速率约0.1s⁻¹）

图 1. (a) 热机械分析仪和 (b) 平行板流变仪的示意图[1]。

  • 虽然后者测量范围受限（熔体粘度10²-10⁹ Pa·s），但其操作简易性及模拟层压工况的能力，使其成为监测环氧树脂流动的首选方案。

 

本研究采用热机械分析仪（TMA）​​ 创新方案：

▪ 通过监测FR-4环氧树脂在恒压力下的厚度-时间变化曲线​

▪ 结合双阿伦尼乌斯流变模型​

▪ 实现从等温数据预测快速升温非等温工况的粘度演变

该技术突破显著提升复合材料层压工艺监控效率，尤其适用于制造现场快速质检。

 

方法拓展性验证​：

▶ 试样可从树脂溶液或预浸料剥离粉末获取

▶ 除FR-4树脂外兼容多数热固性体系

▶ 可量化环境湿度对层压粘度的影响机制

 

参考文献：[1] Tong H M, Appleby‐Hougham G. Prediction of thermoset viscosity using a thermomechanical analyzer[J]. Journal of applied polymer science, 1986, 31(8): 2509-2522.

 

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