電子級(jí)環(huán)氧樹脂的主要有雙酚A型環(huán)氧樹脂，酚醛型環(huán)氧樹脂，無(wú)鹵阻燃環(huán)氧樹脂和特種高性能環(huán)氧樹脂等。

雙酚A型環(huán)氧樹脂 (BPA Epoxy)是基礎(chǔ)用量最大的電子級(jí)樹脂。主要應(yīng)用于常規(guī)的FR-4 覆銅板（普通家電、消費(fèi)電子的PCB）。

酚醛型環(huán)氧樹脂 (Novolac Epoxy)的分子結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)環(huán)氧基團(tuán)，固化后交聯(lián)密度大，耐熱性（Tg）顯著提高，且耐化學(xué)腐蝕性更好。主要應(yīng)用于高Tg覆銅板（多層板、汽車電子）、半導(dǎo)體塑封料（EMC）。

無(wú)鹵阻燃環(huán)氧樹脂 (Halogen-free Epoxy)，傳統(tǒng)的FR-4靠添加含溴（鹵素）阻燃劑來(lái)防火，但燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。為符合歐盟RoHS等環(huán)保法規(guī)，開(kāi)發(fā)了無(wú)鹵樹脂，通過(guò)在樹脂分子骨架中引入含磷或含氮的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)阻燃（如DOPO改性環(huán)氧樹脂）。主要應(yīng)用于手機(jī)等消費(fèi)電子的環(huán)保PCB、FPC。

特種高性能環(huán)氧樹脂（如雙環(huán)戊二烯 DCPD 型）有極低的吸水率和優(yōu)異的介電性能（低 Dk/Df）。主要應(yīng)用于高速數(shù)字電路板、高頻通信基板的前置替代材料。

全球電子級(jí)環(huán)氧樹脂（如高頻高速、半導(dǎo)體封裝級(jí)）主要由日本（DIC、三菱化學(xué)、化藥）、美國(guó)（Olin、亨斯邁）和中國(guó)臺(tái)灣（南亞塑膠、長(zhǎng)春化工）的企業(yè)主導(dǎo)。

凝膠時(shí)間是評(píng)估電子級(jí)環(huán)氧樹脂固化特性與一致性的關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)，測(cè)量電子級(jí)環(huán)氧樹脂凝膠時(shí)間，業(yè)界通常采用以下二種方法：

方法一：熱板法（Hotplate Method）

這是PCB和覆銅板（CCL）行業(yè)常用的手工測(cè)試方法，通常遵循IPC-TM-650 2.3.18 標(biāo)準(zhǔn)。

適用對(duì)象：液態(tài)樹脂膠液（Varnish）或半固化片（Prepreg）上刮下來(lái)的樹脂粉末。

測(cè)試設(shè)備：恒溫加熱板（帶精確溫控，表面通常為拋光的不銹鋼或鋁合金）。

Labodorf GT-10凝膠時(shí)間測(cè)試儀

測(cè)試步驟：

1. 設(shè)定溫度：將熱板加熱并穩(wěn)定在規(guī)定溫度。對(duì)于常規(guī)FR-4環(huán)氧樹脂，通常設(shè)定為 171℃±0.5℃（不同Tg或特種樹脂可能設(shè)定為更高溫度）。

2. 投放樣品：用小勺取一定量（通常為200mg左右）的樹脂粉末或用注射器滴加幾滴液態(tài)膠液到熱板中心，同時(shí)按下秒表。

3. 攪拌：樹脂受熱融化后，立刻用牙簽或撥棒在樹脂中進(jìn)行勻速的圓周攪拌，攪拌時(shí)，每一次圓周運(yùn)動(dòng)應(yīng)使中間部分的樹脂攪動(dòng)到外沿，外沿部分的樹脂攪動(dòng)

到中間。應(yīng)該注意將樹脂限制在直徑20-22mm的區(qū)域內(nèi)。

4. 終點(diǎn)判斷：隨著固化反應(yīng)進(jìn)行，樹脂粘度迅速變大。用牙簽不斷將樹脂向上挑起（拉絲）。當(dāng)挑起的樹脂無(wú)法拉出長(zhǎng)絲，而是立刻斷裂，且樹脂整體變成具有彈性的橡膠狀（不再具有流動(dòng)性）時(shí)，立即停止秒表。秒表顯示的時(shí)間即為該溫度下的凝膠時(shí)間（通常在幾十秒到幾分鐘不等）。測(cè)試后需迅速用銅刮刀清潔熱板表面。

方法二：自動(dòng)凝膠時(shí)間測(cè)定儀法（Auto Gel Timer Method）

Madoka自動(dòng)化凝膠時(shí)間測(cè)試儀

為了消除手工熱板法中人為操作帶來(lái)的誤差，實(shí)驗(yàn)室常使用自動(dòng)化的凝膠時(shí)間測(cè)定儀。Madoka是按照IPC-TM-650 2.3.18測(cè)試方法設(shè)計(jì)的自動(dòng)化凝膠時(shí)間測(cè)試儀。通過(guò)模擬人工手動(dòng)攪拌操作，在設(shè)定的速度攪拌樹脂樣品的同時(shí)測(cè)定阻力扭矩，記錄阻力扭矩隨時(shí)間的變化，超過(guò)設(shè)定的臨界值即為所測(cè)樹脂材料的凝膠時(shí)間。

測(cè)試設(shè)備：

自動(dòng)凝膠時(shí)間測(cè)定儀（包含可升降調(diào)溫加熱板、公轉(zhuǎn)母轉(zhuǎn)子、自轉(zhuǎn)攪拌轉(zhuǎn)子和攪拌扭矩記錄分析軟件）。

測(cè)試步驟：

1. 設(shè)置測(cè)量條件，熱板溫度，攪拌速度

2. 執(zhí)行調(diào)零操作，后點(diǎn)擊測(cè)量按鈕

3. 在第三次蜂鳴音同時(shí)投入樹脂樣品 ，熱板開(kāi)始自動(dòng)升起。攪拌棒接觸樹脂樣品，開(kāi)始自動(dòng)攪拌。

攪拌子將嚴(yán)格按照IPC-TM-650 2.3.18測(cè)試方法要求，模擬人工手動(dòng)攪拌操作，以直徑10-13mm的圓周運(yùn)動(dòng)充分?jǐn)嚢铇渲嚢钑r(shí),每一次圓周運(yùn)動(dòng)將中間部分的樹脂攪動(dòng)到外沿,外沿部分的樹脂攪動(dòng)到中間。

5. 達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后測(cè)量結(jié)束。測(cè)量結(jié)束，凝膠時(shí)間會(huì)根據(jù)設(shè)置的攪拌扭矩值自動(dòng)計(jì)算得出。

總結(jié)

手工熱板法便宜、快速，但太依賴人工經(jīng)驗(yàn)，數(shù)據(jù)無(wú)法追溯。MADOKA自動(dòng)凝膠時(shí)間測(cè)試儀使用的是和手工法一樣的熱板，只需要0.2g的半固化片粉末或幾滴膠液就能測(cè)試。它既滿足電子級(jí)環(huán)氧樹脂（特別是PCB/CCL行業(yè)）必須的“微量、薄層、快速受熱"的苛刻要求，又滿足了自動(dòng)化和客觀定量的現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)室測(cè)試要求。

參考資料：

1. IPC-TM-650 2.3.18測(cè)試方法

2. ISO 8987:2005 Specifies methods for the determination of the B-transformation time of phenolic resins

3. Madoka自動(dòng)凝膠時(shí)間測(cè)試儀用戶使用手冊(cè)