Прадукцыйнасць і характарыстыка фільма OSP у працэсе без свінцу Друкаваная плата Копія дошка

OSP (арганічная паяная ахоўная плёнка) лічыцца найлепшым працэсам апрацоўкі паверхні дзякуючы сваёй выдатнай паяемасці, простаму працэсу і нізкай кошту.

У гэтай працы для аналізу характарыстык тэрмаўстойлівасці новага пакалення плёнак OSP, устойлівых да высокай тэмпературы, выкарыстоўваюцца тэрмадэсорбцыйна-газавая храматаграфія-мас-спектраметрыя (TD-GC-MS), тэрмагравіметрычны аналіз (TGA) і фотаэлектронная спектраскапія (XPS). Газавая храматаграфія правярае малыя малекулярныя арганічныя кампаненты ў плёнцы OSP, устойлівай да высокіх тэмператур (HTOSP), якія ўплываюць на паяльнасць. У той жа час гэта паказвае, што алкилбензимидазол-НТ у плёнцы OSP, устойлівай да высокіх тэмператур, мае вельмі малую лятучасць. Дадзеныя TGA паказваюць, што плёнка HTOSP мае больш высокую тэмпературу дэградацыі, чым сучасная стандартная OSP плёнка. Дадзеныя XPS паказваюць, што пасля 5 бессвінцовай аплавкі высокатэмпературнага OSP ўтрыманне кіслароду павялічылася толькі прыкладна на 1%. Вышэйпаказаныя паляпшэнні наўпрост звязаныя з патрабаваннямі прамысловай бессвінцовай паянасці.

OSP плёнка выкарыстоўваецца ў друкаваных платах на працягу многіх гадоў. Гэта металаарганічная палімерная плёнка, якая ўтвараецца ў выніку рэакцыі азольных злучэнняў з элементамі пераходных металаў, такімі як медзь і цынк. Многія даследаванні [1,2,3] выявілі механізм інгібіравання карозіі азольных злучэнняў на металічных паверхнях. Г. П. Браун [3] паспяхова сінтэзаваў бензімідазол, медзь (II), цынк (II) і іншыя элементы пераходных металаў металаарганічных палімераў і апісаў выдатную ўстойлівасць полі(бензімідазол-цынк) да высокіх тэмператур праз характарыстыку TGA. Дадзеныя GPBrown TGA паказваюць, што тэмпература дэградацыі полі(бензимидазол-цынк) дасягае 400°C у паветры і 500°C у атмасферы азоту, у той час як тэмпература дэградацыі полі(бензимидазол-медзі) складае ўсяго 250°C. . Нядаўна распрацаваная новая плёнка HTOSP заснавана на хімічных уласцівасцях полі(бензімідазол-цынк), які валодае лепшай тэрмаўстойлівасцю.

Плёнка OSP у асноўным складаецца з металаарганічных палімераў і невялікіх арганічных малекул, захопленых у працэсе нанясення, такіх як тоўстыя кіслоты і азольныя злучэнні. Металічныя палімеры забяспечваюць неабходную каразійную ўстойлівасць, адгезію паверхні медзі і цвёрдасць паверхні OSP. Тэмпература дэградацыі металаарганічнага палімера павінна быць вышэй, чым тэмпература плаўлення бессвінцовага прыпою, каб вытрымаць бессвінцовы працэс. У адваротным выпадку плёнка OSP будзе дэградаваць пасля апрацоўкі бессвінцовым працэсам. Тэмпература дэградацыі плёнкі OSP шмат у чым залежыць ад тэрмаўстойлівасці металаарганічнага палімера. Яшчэ адным важным фактарам, які ўплывае на ўстойлівасць медзі да акіслення, з’яўляецца лятучасць азольных злучэнняў, такіх як бензимидазол і фенилимидазол. Невялікія малекулы плёнкі OSP будуць выпарацца падчас бессвінцовага працэсу аплавлення, што паўплывае на ўстойлівасць медзі да акіслення. Для навуковага тлумачэння тэрмаўстойлівасці OSP можна выкарыстоўваць газавую храматаграфію-мас-спектраметрыю (GC-MS), тэрмагравіметрычны аналіз (TGA) і фотаэлектронную спектраскапію (XPS).

1. Газавая храматаграфія-мас-спектраметрычны аналіз

Выпрабаваныя медныя пласціны былі пакрыты: а) новай плёнкай HTOSP; б) стандартная OSP плёнка; і в) іншы прамысловы OSP фільм. Саскрабці каля 0.74-0.79 мг плёнкі OSP з меднай пласціны. Гэтыя медныя пласціны з пакрыццём і саскрабаныя ўзоры не прайшлі ніякай аплавкі. У гэтым эксперыменце выкарыстоўваецца інструмент H/P6890GC/MS і шпрыц без шпрыца. Шпрыцы без шпрыца могуць непасрэдна дэсорбаваць цвёрдыя ўзоры ў камеры для ўзораў. Шпрыц без шпрыца можа перадаваць узор у маленькай шкляной трубцы на ўваход у газавы храматограф. Газ-носьбіт можа бесперапынна прыносіць лятучыя арганічныя злучэнні ў калонку газавага храматаграфа для збору і падзелу. Размесціце ўзор блізка да вяршыні калонкі, каб тэрмічную дэсорбцыю можна было эфектыўна паўтарыць. Пасля таго, як дастатковая колькасць узораў была дэсарбаваная, газавая храматаграфія пачала працаваць. У гэтым эксперыменце была выкарыстана газавая храматаграфічная калонка RestekRT-1 (0.25 мм × 30 м, таўшчыня плёнкі 1.0 мкм). Праграма павышэння тэмпературы калонкі газавай храматаграфіі: Пасля награвання пры 35°C на працягу 2 хвілін тэмпература пачынае павышацца да 325°C, а хуткасць нагрэву складае 15°C/мін. Умовы тэрмічнай дэсорбцыі: пасля награвання пры 250°С на працягу 2 хвілін. Суадносіны маса/зарад выдзеленых лятучых арганічных злучэнняў выяўляецца з дапамогай мас-спектраметрыі ў дыяпазоне 10-700 дальтон. Таксама рэгіструецца час утрымання ўсіх малых арганічных малекул.

2. Термогравиметрический аналіз (ТГА)

Аналагічным чынам на ўзоры былі пакрыты новая плёнка HTOSP, стандартная OSP плёнка і іншая прамысловая плёнка OSP. Прыкладна 17.0 мг плёнкі OSP было саскроблена з меднай пласціны ў якасці тэсту матэрыялу. Перад тэстам TGA ні ўзор, ні плёнка не могуць падвяргацца бессвінцовай апрацоўцы. Выкарыстоўвайце TA Instruments 2950TA для выканання тэсту TGA пад абаронай ад азоту. Працоўную тэмпературу вытрымлівалі пры пакаёвай тэмпературы на працягу 15 хвілін, а затым павялічвалі да 700°C з хуткасцю 10°C/мін.

3. Фотаэлектронная спектраскапія (XPS)

Фотаэлектронная спектраскапія (XPS), таксама вядомая як электронная спектраскапія хімічнага аналізу (ESCA), з’яўляецца метадам хімічнага аналізу паверхні. XPS можа вымераць 10-нм хімічны склад паверхні пакрыцця. Нанясіце плёнку HTOSP і стандартную OSP плёнку на медную пласціну, а затым правядзіце 5 бессвінцовых оплавлений. XPS выкарыстоўваўся для аналізу плёнкі HTOSP да і пасля аплавлення. Стандартная ў галіны плёнка OSP пасля 5 бессвінцовай оплавки таксама была прааналізавана XPS. Інструментам быў VGESCALABMarkII.

4. Тэст на пайканне праз адтуліну

Выкарыстанне дошак для праверкі паянасці (STV) для праверкі паянасці праз адтуліну. У агульнай складанасці існуе 10 масіваў STV для тэставання паяных плат (кожны масіў мае 4 STV), пакрытых таўшчынёй плёнкі каля 0.35 мкм, з якіх 5 масіваў STV пакрытыя плёнкай HTOSP, а іншыя 5 масіваў STV пакрытыя стандартам прамысловасці. OSP фільм. Затым STV з пакрыццём праходзяць серыю высокатэмпературных апрацовак без свінцу ў печы для паяльной пасты. Кожная ўмова тэставання ўключае ў сябе 0, 1, 3, 5 або 7 паслядоўных пераўтварэнняў. Ёсць 4 STV для кожнага тыпу плёнкі для кожнай умовы выпрабаванні оплавления. Пасля працэсу оплавления ўсе STV апрацоўваюцца для высокатэмпературнай і бессвінцовай хвалевай пайки. Пайканне скразных адтулін можна вызначыць, агледзеўшы кожны STV і вылічыўшы колькасць правільна запоўненых скразных адтулін. Крытэрыем прыёму скразных адтулін з’яўляецца тое, што запоўнены прыпой павінен быць запоўнены да верхняй частцы пакрытай скразной адтуліны або верхняга краю скразнога адтуліны.