Prestasie en karakterisering van OSP-film in die loodvrye proses van PCB Copy Board

Prestasie en karakterisering van OSP-film in die loodvrye proses van PCB Kopieerbord

OSP (Organic Solderable Protective Film) word as die beste oppervlakbehandelingsproses beskou as gevolg van sy uitstekende soldeerbaarheid, eenvoudige proses en lae koste.

In hierdie vraestel word termiese desorpsie-gaschromatografie-massaspektrometrie (TD-GC-MS), termogravimetriese analise (TGA) en foto-elektronspektroskopie (XPS) gebruik om die hitteweerstandseienskappe van ‘n nuwe generasie hoëtemperatuurbestande OSP-films te ontleed. Gaschromatografie toets die klein molekulêre organiese komponente in die hoëtemperatuurbestande OSP-film (HTOSP) wat die soldeerbaarheid beïnvloed. Terselfdertyd wys dit dat die alkielbenzimidasool-HT in die hoëtemperatuurbestande OSP-film baie min wisselvalligheid het. Die TGA-data toon dat die HTOSP-film ‘n hoër degradasietemperatuur het as die huidige industriestandaard OSP-film. XPS-data toon dat na 5 loodvrye hervloeie van hoë-temperatuur OSP, die suurstofinhoud slegs met ongeveer 1% toegeneem het. Bogenoemde verbeterings hou direk verband met die vereistes van industriële loodvrye soldeerbaarheid.

ipcb

OSP-film word al baie jare in stroombane gebruik. Dit is ‘n organometaal polimeerfilm wat gevorm word deur die reaksie van asoolverbindings met oorgangsmetaalelemente, soos koper en sink. Baie studies [1,2,3] het die korrosie-inhibisiemeganisme van asoolverbindings op metaaloppervlaktes aan die lig gebring. GPBrown [3] het bensimidasool, koper (II), sink (II) en ander oorgangsmetaalelemente van organometaalpolimere suksesvol gesintetiseer en die uitstekende hoë temperatuurweerstand van poli(benzimidasool-sink) deur TGA-kenmerk beskryf. GPBrown se TGA-data toon dat die degradasietemperatuur van poli(benzimidasool-sink) so hoog as 400°C in die lug en 500°C in ‘n stikstofatmosfeer is, terwyl die degradasietemperatuur van poli(benzimidasool-koper) slegs 250°C is. . Die onlangs ontwikkelde nuwe HTOSP-film is gebaseer op die chemiese eienskappe van poli(benzimidasool-sink), wat die beste hittebestandheid het.

OSP-film bestaan ​​hoofsaaklik uit organometaalpolimere en klein organiese molekules wat tydens die afsettingsproses meegevoer word, soos vetsure en asoolverbindings. Organometaal polimere verskaf die nodige weerstand teen korrosie, koper oppervlak adhesie en oppervlak hardheid van OSP. Die degradasietemperatuur van die organometaalpolimeer moet hoër wees as die smeltpunt van die loodvrye soldeersel om die loodvrye proses te weerstaan. Andersins sal die OSP-film degradeer nadat dit deur ‘n loodvrye proses verwerk is. Die degradasie temperatuur van die OSP film hang grootliks af van die hitte weerstand van die organometaal polimeer. Nog ‘n belangrike faktor wat die oksidasieweerstand van koper beïnvloed, is die vlugtigheid van asoolverbindings, soos bensimidasool en fenielimidasool. Die klein molekules van die OSP-film sal tydens die loodvrye hervloeiproses verdamp, wat die oksidasieweerstand van koper sal beïnvloed. Gaschromatografie-massaspektrometrie (GC-MS), termogravimetriese analise (TGA) en foto-elektronspektroskopie (XPS) kan gebruik word om die hitteweerstand van OSP wetenskaplik te verduidelik.

1. Gaschromatografie-massaspektrometrie-analise

Die koperplate wat getoets is, is bedek met: a) ‘n nuwe HTOSP-film; b) ‘n bedryfstandaard OSP-film; en c) ‘n ander industriële OSP-film. Skraap ongeveer 0.74-0.79 mg OSP-film van die koperplaat af. Hierdie bedekte koperplate en die geskrapte monsters het geen hervloeibehandeling ondergaan nie. Hierdie eksperiment gebruik H/P6890GC/MS instrument, en gebruik spuit sonder spuit. Spuitvrye spuite kan vaste monsters direk in die monsterkamer desorbeer. Die spuit sonder spuit kan die monster in die klein glasbuis na die inlaat van die gaschromatograaf oordra. Die draergas kan die vlugtige organiese verbindings voortdurend na die gaschromatograafkolom bring vir versameling en skeiding. Plaas die monster naby die bokant van die kolom sodat termiese desorpsie effektief herhaal kan word. Nadat genoeg monsters gedesorbeer is, het die gaschromatografie begin werk. In hierdie eksperiment is ‘n RestekRT-1 (0.25mmmid×30m, filmdikte van 1.0μm) gaschromatografiekolom gebruik. Die temperatuurstygingsprogram van die gaschromatografiekolom: Na verhitting by 35°C vir 2 minute, begin die temperatuur styg tot 325°C, en die verhittingstempo is 15°C/min. Die termiese desorpsie toestande is: na verhitting by 250°C vir 2 minute. Die massa/lading-verhouding van die geskeide vlugtige organiese verbindings word deur massaspektrometrie in die reeks van 10-700 dalton opgespoor. Die retensietyd van alle klein organiese molekules word ook aangeteken.

2. Termogravimetriese analise (TGA)

Net so is ‘n nuwe HTOSP-film, ‘n industriestandaard OSP-film en ‘n ander industriële OSP-film op die monsters bedek. Ongeveer 17.0 mg OSP-film is van die koperplaat geskraap as ‘n materiaaltoetsmonster. Voor die TGA-toets kan nóg die monster nóg die film enige loodvrye hervloeibehandeling ondergaan. Gebruik TA Instruments se 2950TA om TGA-toets onder stikstofbeskerming uit te voer. Die werkstemperatuur is vir 15 minute by kamertemperatuur gehou, en dan verhoog tot 700°C teen ‘n tempo van 10°C/min.

3. Foto-elektronspektroskopie (XPS)

Foto-elektronspektroskopie (XPS), ook bekend as Chemiese Analise Elektronspektroskopie (ESCA), is ‘n chemiese oppervlakontledingsmetode. XPS kan die 10nm chemiese samestelling van die deklaagoppervlak meet. Bedek die HTOSP-film en industriestandaard OSP-film op die koperplaat, en gaan dan deur 5 loodvrye hervloeie. XPS is gebruik om die HTOSP-film voor en na die hervloeibehandeling te ontleed. Die industriestandaard OSP-film na 5 loodvrye hervloei is ook deur XPS ontleed. Die instrument wat gebruik is, was VGESCALABMarkII.

4. Deur-gat soldeerbaarheid toets

Gebruik soldeerbaarheidstoetsborde (STV’s) vir deur-gat soldeerbaarheidstoetsing. Daar is ‘n totaal van 10 soldeerbaarheid toetsbord STV skikkings (elke skikking het 4 STV’s) bedek met ‘n film dikte van ongeveer 0.35μm, waarvan 5 STV skikkings bedek is met HTOSP film, en die ander 5 STV skikkings is bedek met industrie standaard OSP film. Dan ondergaan die bedekte STV’s ‘n reeks hoë-temperatuur, loodvrye hervloeibehandelings in die soldeerpasta-hervloei-oond. Elke toetstoestand sluit 0, 1, 3, 5 of 7 opeenvolgende hervloeie in. Daar is 4 STV’s vir elke tipe film vir elke hervloeitoetstoestand. Na die hervloeiproses word alle STV’s verwerk vir hoë temperatuur en loodvrye golfsoldeer. Deur-gat soldeerbaarheid kan bepaal word deur elke STV te inspekteer en die aantal korrek gevulde deurgate te bereken. Die aanvaardingskriterium vir deurgate is dat die gevulde soldeersel tot bo-op die geplateerde deurgat of die boonste rand van die deurgat gevul moet word.