Characterization of Fluoropolymers Using FTIR and TG-DTA to Support the Growth of 5G

Význam tématu

Fluoropolymery, zejména PTFE, hrají klíčovou roli v technologii 5G díky svým nízkým dielektrickým konstantám, vynikající izolaci a tepelně-chemické stálosti, což je nezbytné pro vysoce kmitočtové substráty PCB.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo zjistit strukturální stabilitu PTFE při zahřívání pomocí FTIR spektroskopie a termogravimetrické/diferenciální teplotní analýzy (TG-DTA), čímž se podporuje vývoj pokročilých materiálů pro rozvoj 5G sítí.

Použitá metodika a instrumentace

• FTIR spektroskopie: Shimadzu IRTracer-100 s vysokovýkonným ATR doplňkem GladiATR (diamantové prizma), rozlišení 4 cm⁻¹, 40 skenů, rozsah 4000–400 cm⁻¹, apodizační funkce SqrTriangle.
• TG-DTA: Shimadzu DTG-60H, vzdušná atmosféra, průtok plynu 100 mL/min, vzorek o hmotnosti cca 9,87 mg, tepelný program 30–700 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

• FTIR analýza: charakteristické absorpční vrcholy PTFE zůstaly beze změny i při 300 °C po dobu 180 min, což dokládá vysokou strukturální odolnost.
• TG-DTA: PTFE roztává při 331,6 °C. Pokles hmotnosti o 5 % nastal při 522,2 °C a o 10 % při 533,9 °C, přičemž do cca 500 °C nedocházelo k významným změnám hmotnosti.

Přínosy a praktické využití metody

Kombinace FTIR a TG-DTA umožňuje komplexní hodnocení termální a chemické stability materiálů, což usnadňuje výběr vhodných substrátů PCB pro vysoce kmitočtové aplikace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace real-time monitoringu a in-line analýzy v průmyslových výrobních procesech.
• Rozšíření metodiky na nové typy fluoropolymerů a kompozitních materiálů pro pokročilé elektronické aplikace.
• Propojování s dalšími spektroskopickými a chromatografickými technikami pro multidimenzionální charakterizaci.

Závěr

FTIR a TG-DTA prokázaly komplementární schopnost detailně hodnotit strukturální a termální vlastnosti PTFE, potvrzující jeho vysokou stabilitu a vhodnost pro použití v technologii 5G.

Reference

• Risa Fuji a Atsuko Naganishi, Shimadzu Application Note No. A644A, 2020