精准解析材料分子结构,解锁成分鉴定与官能团分析
测试简介
傅里叶变换红外光谱(FTIR)通过分子振动能级跃迁产生的特征吸收峰,实现对材料化学键和官能团的定性及半定量分析。其高灵敏度、无损检测特性,适用于固体、液体、薄膜等多样品类型,广泛应用于材料科学、化学合成、生物医学等领域。
一、FTIR在SMT行业的核心应用场景
1、锡膏成分分析与质量控制
助焊剂检测:FTIR可识别锡膏中松香、有机酸、溶剂(如二乙二醇己醚)等关键成分,通过特征峰(如松香的羰基峰~1740 cm⁻¹)进行半定量分析,确保助焊剂比例符合工艺要求(如松香含量需维持在4.7%左右)。
污染物溯源:悬浮物中的聚酰胺类污染物可通过酰胺基(~1650 cm⁻¹)和羰基(~1730 cm⁻¹)吸收峰识别,避免因杂质导致焊接不良。
2、焊料化学结构变化评估
焊接过程中,FTIR可检测焊料官能团的动态变化(如氧化产物的出现或键合断裂),对比焊接前后的光谱差异,判断焊接是否充分或存在热损伤。
3、PCB表面污染物诊断
快速鉴定残留的酯类、硅油或有机溶剂(如清洗剂残留),通过特征峰定位污染源(如酯基C=O峰~1735 cm⁻¹),辅助优化清洗工艺。
4、封装材料失效分析
检测模塑料老化、降解产物(如Si-O键断裂~1100 cm⁻¹),或分析引线框架上的有机污染物(如硅氧烷迁移)。
二、技术优势与行业适配性
1、非破坏性检测
对已完成贴片的PCB板进行检测后,样品无需破坏可继续用于后续工艺,避免报废损失。
2、高灵敏度与实时性
可检出微量成分变化(如助焊剂含量波动0.5%),支持产线快速反馈。
3、多场景方法适配
ATR法:直接测试块状焊点或薄膜涂层,无需制样;
透射法:用于锡膏分离后的溶液或粉末成分分析。
4、多技术联用
与SEM-EDS互补:FTIR定位有机物污染,SEM-EDS分析金属元素,提升失效分析全面性。
三、不同领域应用
1、树脂固化率定量分析
原理:通过未固化树脂中碳碳双键(-C=C-,特征峰810 cm⁻¹)与固化后减少程度的比值,计算固化率(参考峰为羰基C=O,1720 cm⁻¹)。公式:固化率 = [1 - (M'/R')/(M/R)] × 100%(M/R为未固化样品测量峰与参考峰面积比,M'/R'为固化后比值)。
应用案例:UV固化胶平行测试3次,固化率达99.08%(表1数据),确保半固化片、阻焊油墨等结合力达标。 优势:无损测试(ATR法直接接触样品)、3-5分钟快速响应,适配产线质量控制。
2、SMT工艺污染物诊断
锡膏助焊剂成分(松香羰基峰~1740 cm⁻¹)及污染物(如聚酰胺酰胺峰~1650 cm⁻¹)鉴定,避免焊接不良;
PCB清洗剂残留(酯类C=O峰~1735 cm⁻¹)或模塑料降解(Si-O峰~1100 cm⁻¹)溯源。
3、微型污染物鉴定
光学镜头脏污分析中,FTIR显微技术识别出皮肤屑(蛋白质酰胺峰~1650 cm⁻¹)和棉纤维(纤维素O-H峰~3300 cm⁻¹),定位无尘车间工装污染源,快速查找问题提升生产良率。
4、封装材料失效分析
检测引线框架有机污染物(如硅氧烷迁移),或模塑料老化导致的Si-O键断裂
技术定位:FTIR是电子行业分子级质控的核心工具,尤其在有机物分析领域不可替代,形貌分析(如SEM)及EDS元素成份分析形成完整链条。