Tg의 개념과 측정방법(유리 전이 온도, Tg의 모든 것)
안녕하세요. 8톤 트럭입니다. 자재를 평가할 때, Tg 값이 제품의 특성으로 주어지는데요. 오늘은 이러한 Tg에 대해서 알아보는 시간을 가져보고자 합니다. 그럼 바로 레츠게릿!!
Tg는 무엇인가요?
Tg(유리 전이 온도, Glass Transition temperature)는 고온에서 경화된 에폭시의 분자 구조의 거동에 관련된 물질의 특성입니다. 즉, Tg를 통해서 어떠한 온도에서 공정을 진행할 때, Tg 이상의 온도에서는 고분자의 성질이 상실되는 것을 알 수 있는 일종의 한계점이라고 생각하면 되겠죠. 만약 Tg가 180도인 고분자 물질이 있다고 가정하겠습니다. 180도까지 공정 중 온도가 올라가지 않는다면 이러한 물질은 자신의 성질을 유지할 것이기 때문에, 물질의 spec 이내에서 사용할 수 있습니다.
Tg의 측정하는 방법에는 어떤 것이 있나요?
1) DSC(Differential Scaning Calorimeter)
줄임말을 보면 이해하기 힘들지만, 각각 영어 단어에 해당하는 단어를 나열하니 어떠한 방법으로 Tg를 측정하는지 눈치채신 분들이 계실 것으로 생각되는데요. DSC는 온도를 변화시켜가면서 시료로부터 흐른 열의 양을 측정하는 방법입니다. 레시피에 따라서 온도 구배가 이루어진 기기 속에서 가공된 재료의 Tg를 측정하게 됩니다.
2) DMA(Dynamic Mechanical Analyzer)
DMA는 진동하는 외력을 가하여 Tg를 측정하는 방법입니다. 외력을 통해 변형된 물질의 변형을 온도에 따라 측정을 진행하는데, Tg 뿐만 아니라 탄성율, 내부 마찰력 등을 구할 수 있습니다. DSC에 비하여 고분자의 특징을 자세히 파악할 수 있다는 장점이 있습니다.
3) TMA(Thermomechanical Analyzer)
물질의 온도를 레시피에 따라 변화시켜가며, 하중을 가해 Tg를 측정하는 방법입니다. 온도가 변화함에 따라 수축 또는 팽창하는 정도를 측정해 Tg를 측정하는 방법입니다.
PCB에서 Tg는 아주 중요한 역할을 수행합니다. Tg 전에는 spec 안의 특징을 이용할 수 있기에 대부분 Tg가 높은 재료를 사용하려고 합니다. 왜냐하면, Tg의 온도를 넘어가면 자재의 결합력이 떨어져서 재료의 변형이 생겨, 심각한 문제를 야기시킬 수 있기 때문이죠. 회로 불량등의 문제를 야기할 수 있기에, 대부분 높은 Tg가 높은 물질을 사용하려고 합니다. 오늘은 Tg와 Tg를 측정하는 방법에 대해 알아보았는데요. 열심히 공부하며, 머리를 써봅시다!! 감사합니다!