সীসা-মুক্ত প্রক্রিয়ায় ওএসপি ফিল্মের পারফরম্যান্স এবং চরিত্রায়ন পিসিবি কপি বোর্ড

OSP (অর্গানিক সোল্ডারেবল প্রোটেক্টিভ ফিল্ম) চমৎকার সোল্ডারেবিলিটি, সহজ প্রক্রিয়া এবং কম খরচের কারণে সর্বোত্তম পৃষ্ঠ চিকিত্সা প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচিত হয়।

এই কাগজে, থার্মাল ডিসর্পশন-গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি-মাস স্পেকট্রোমেট্রি (TD-GC-MS), থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (TGA) এবং ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (XPS) উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী OSP ফিল্মের নতুন প্রজন্মের তাপ প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়। গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী ওএসপি ফিল্ম (HTOSP) এ ছোট আণবিক জৈব উপাদানগুলি পরীক্ষা করে যা সোল্ডারেবিলিটি প্রভাবিত করে। একই সময়ে, এটি দেখায় যে উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধী ওএসপি ফিল্মে অ্যালকাইলবেনজিমিডাজল-এইচটি খুব কম অস্থিরতা রয়েছে। TGA ডেটা দেখায় যে এইচটিওএসপি ফিল্মের বর্তমান ইন্ডাস্ট্রি স্ট্যান্ডার্ড ওএসপি ফিল্মের তুলনায় উচ্চতর অবক্ষয় তাপমাত্রা রয়েছে। XPS ডেটা দেখায় যে উচ্চ-তাপমাত্রা OSP-এর 5টি সীসা-মুক্ত রিফ্লোসের পরে, অক্সিজেনের পরিমাণ মাত্র 1% বৃদ্ধি পেয়েছে। উপরের উন্নতিগুলি সরাসরি শিল্প সীসা-মুক্ত সোল্ডারেবিলিটির প্রয়োজনীয়তার সাথে সম্পর্কিত।

ওএসপি ফিল্ম বহু বছর ধরে সার্কিট বোর্ডে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। এটি একটি অর্গানোমেটালিক পলিমার ফিল্ম যা তামা এবং দস্তার মতো ট্রানজিশন ধাতব উপাদানের সাথে অ্যাজোল যৌগের প্রতিক্রিয়া দ্বারা গঠিত। অনেক গবেষণা [1,2,3] ধাতব পৃষ্ঠে অ্যাজোল যৌগগুলির ক্ষয় প্রতিরোধের প্রক্রিয়া প্রকাশ করেছে। জিপিব্রাউন [৩] সফলভাবে বেনজিমিডাজল, কপার (II), দস্তা (II) এবং অর্গানোমেটালিক পলিমারের অন্যান্য ট্রানজিশন ধাতব উপাদানগুলিকে সংশ্লেষিত করেছেন এবং TGA বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে পলির (বেনজিমিডাজল-জিঙ্ক) চমৎকার উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের বর্ণনা দিয়েছেন। জিপিব্রাউনের টিজিএ ডেটা দেখায় যে পলির (বেনজিমিডাজল-জিঙ্ক) অবক্ষয় তাপমাত্রা বাতাসে 3 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং নাইট্রোজেন বায়ুমণ্ডলে 400 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের মতো, যখন পলির (বেনজিমিডাজল-কপার) অবক্ষয় তাপমাত্রা মাত্র 500 ডিগ্রি সেলসিয়াস। . সম্প্রতি বিকশিত নতুন HTOSP ফিল্মটি পলি (বেনজিমিডাজল-জিঙ্ক) এর রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে, যার সর্বোত্তম তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।

ওএসপি ফিল্ম প্রধানত অর্গানোমেটালিক পলিমার এবং জৈব অণু যা জমা করার প্রক্রিয়ার সময় প্রবেশ করে, যেমন ফ্যাটি অ্যাসিড এবং অ্যাজোল যৌগ দ্বারা গঠিত। অর্গানোমেটালিক পলিমারগুলি প্রয়োজনীয় ক্ষয় প্রতিরোধ, তামার পৃষ্ঠের আনুগত্য এবং ওএসপির পৃষ্ঠের কঠোরতা প্রদান করে। অর্গানোমেটালিক পলিমারের অবক্ষয় তাপমাত্রা সীসা-মুক্ত সোল্ডারের গলনাঙ্কের চেয়ে বেশি হতে হবে যাতে সীসা-মুক্ত প্রক্রিয়াটি প্রতিরোধ করা যায়। অন্যথায়, ওএসপি ফিল্ম একটি সীসা-মুক্ত প্রক্রিয়া দ্বারা প্রক্রিয়াকরণের পরে অবনমিত হবে। OSP ফিল্মের অবক্ষয় তাপমাত্রা মূলত অর্গানোমেটালিক পলিমারের তাপ প্রতিরোধের উপর নির্ভর করে। আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ যা তামার অক্সিডেশন প্রতিরোধকে প্রভাবিত করে তা হল অ্যাজোল যৌগগুলির অস্থিরতা, যেমন বেনজিমিডাজল এবং ফেনিলিমিডাজল। ওএসপি ফিল্মের ছোট অণুগুলি সীসা-মুক্ত রিফ্লো প্রক্রিয়া চলাকালীন বাষ্পীভূত হবে, যা তামার অক্সিডেশন প্রতিরোধকে প্রভাবিত করবে। গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি-ম্যাস স্পেকট্রোমেট্রি (GC-MS), থার্মোগ্রাভিমেট্রিক অ্যানালাইসিস (TGA) এবং ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (XPS) বৈজ্ঞানিকভাবে OSP-এর তাপ প্রতিরোধের ব্যাখ্যা করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

1. গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি-ভর স্পেকট্রোমেট্রি বিশ্লেষণ

পরীক্ষিত কপার প্লেটগুলির সাথে প্রলিপ্ত ছিল: ক) একটি নতুন HTOSP ফিল্ম; খ) একটি ইন্ডাস্ট্রি স্ট্যান্ডার্ড ওএসপি ফিল্ম; এবং গ) আরেকটি শিল্প ওএসপি ফিল্ম। তামার প্লেট থেকে প্রায় 0.74-0.79 মিলিগ্রাম ওএসপি ফিল্ম স্ক্র্যাপ করুন। এই প্রলিপ্ত তামার প্লেট এবং স্ক্র্যাপ করা নমুনাগুলি কোনও রিফ্লো চিকিত্সার মধ্য দিয়ে যায়নি। এই পরীক্ষাটি H/P6890GC/MS যন্ত্র ব্যবহার করে এবং সিরিঞ্জ ছাড়াই সিরিঞ্জ ব্যবহার করে। সিরিঞ্জ-মুক্ত সিরিঞ্জগুলি নমুনা চেম্বারে সরাসরি কঠিন নমুনাগুলিকে শোষণ করতে পারে। সিরিঞ্জ ছাড়া সিরিঞ্জটি ছোট কাচের টিউবে নমুনাটি গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফের খাঁড়িতে স্থানান্তর করতে পারে। বাহক গ্যাস ক্রমাগত উদ্বায়ী জৈব যৌগগুলিকে গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফ কলামে সংগ্রহ এবং পৃথকীকরণের জন্য আনতে পারে। নমুনাটিকে কলামের শীর্ষের কাছাকাছি রাখুন যাতে তাপীয় অপসারণ কার্যকরভাবে পুনরাবৃত্তি করা যায়। পর্যাপ্ত নমুনাগুলি শোষণ করার পরে, গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি কাজ করতে শুরু করে। এই পরীক্ষায়, একটি RestekRT-1 (0.25mmid×30m, ফিল্ম পুরুত্ব 1.0μm) গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি কলাম ব্যবহার করা হয়েছিল। গ্যাস ক্রোমাটোগ্রাফি কলামের তাপমাত্রা বৃদ্ধির প্রোগ্রাম: 35 মিনিটের জন্য 2 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গরম করার পরে, তাপমাত্রা 325 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বাড়তে শুরু করে এবং গরম করার হার 15 ডিগ্রি সেলসিয়াস/মিনিট। থার্মাল ডিসোর্পশন শর্তগুলি হল: 250 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 2 মিনিটের জন্য গরম করার পরে। বিচ্ছিন্ন উদ্বায়ী জৈব যৌগের ভর/চার্জ অনুপাত 10-700ডাল্টনের পরিসরে ভর স্পেকট্রোমেট্রি দ্বারা সনাক্ত করা হয়। সমস্ত ছোট জৈব অণুর ধরে রাখার সময়ও রেকর্ড করা হয়।

2. থার্মোগ্রাভিমেট্রিক বিশ্লেষণ (TGA)

একইভাবে, একটি নতুন এইচটিওএসপি ফিল্ম, একটি ইন্ডাস্ট্রি স্ট্যান্ডার্ড ওএসপি ফিল্ম এবং আরেকটি ইন্ডাস্ট্রিয়াল ওএসপি ফিল্ম নমুনাগুলিতে প্রলিপ্ত ছিল। আনুমানিক 17.0 মিলিগ্রাম ওএসপি ফিল্ম উপাদান পরীক্ষার নমুনা হিসাবে তামার প্লেট থেকে স্ক্র্যাপ করা হয়েছিল। টিজিএ পরীক্ষার আগে, নমুনা বা ফিল্ম কোনও সীসা-মুক্ত রিফ্লো চিকিত্সার মধ্য দিয়ে যেতে পারে না। নাইট্রোজেন সুরক্ষার অধীনে TGA পরীক্ষা করতে TA Instruments’ 2950TA ব্যবহার করুন। কাজের তাপমাত্রা 15 মিনিটের জন্য ঘরের তাপমাত্রায় রাখা হয়েছিল, এবং তারপরে 700 ডিগ্রি সেলসিয়াস/মিনিট হারে 10 ডিগ্রি সেলসিয়াসে বৃদ্ধি পেয়েছে।

3. ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (XPS)

ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (XPS), যা রাসায়নিক বিশ্লেষণ ইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি (ESCA) নামেও পরিচিত, একটি রাসায়নিক পৃষ্ঠ বিশ্লেষণ পদ্ধতি। XPS আবরণ পৃষ্ঠের 10nm রাসায়নিক গঠন পরিমাপ করতে পারে। তামার প্লেটে এইচটিওএসপি ফিল্ম এবং ইন্ডাস্ট্রি স্ট্যান্ডার্ড ওএসপি ফিল্ম কোট করুন এবং তারপরে 5টি সীসা-মুক্ত রিফ্লো দিয়ে যান। রিফ্লো ট্রিটমেন্টের আগে এবং পরে HTOSP ফিল্ম বিশ্লেষণ করতে XPS ব্যবহার করা হয়েছিল। 5টি সীসা-মুক্ত রিফ্লো পরে শিল্প-মান ওএসপি ফিল্মটিও XPS দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। ব্যবহৃত যন্ত্রটি ছিল VGESCALABMarkII।

4. গর্ত সোল্ডারবিলিটি পরীক্ষার মাধ্যমে

সোল্ডারেবিলিটি টেস্ট বোর্ড (STVs) ব্যবহার করে থ্রু-হোল সোল্ডারেবিলিটি টেস্টিং। মোট 10টি সোল্ডারেবিলিটি টেস্ট বোর্ড STV অ্যারে রয়েছে (প্রতিটি অ্যারেতে 4টি STV আছে) প্রায় 0.35μm ফিল্মের পুরুত্বের সাথে প্রলিপ্ত, যার মধ্যে 5টি STV অ্যারে এইচটিওএসপি ফিল্মের সাথে প্রলিপ্ত, এবং অন্য 5টি STV অ্যারে শিল্পের মান দিয়ে প্রলিপ্ত। ওএসপি ফিল্ম। তারপরে, প্রলিপ্ত STVগুলি সোল্ডার পেস্ট রিফ্লো ওভেনে উচ্চ-তাপমাত্রার, সীসা-মুক্ত রিফ্লো ট্রিটমেন্টের একটি সিরিজের মধ্য দিয়ে যায়। প্রতিটি পরীক্ষার শর্তে 0, 1, 3, 5 বা 7 টানা রিফ্লো অন্তর্ভুক্ত থাকে। প্রতিটি রিফ্লো পরীক্ষার শর্তের জন্য প্রতিটি ধরনের ফিল্মের জন্য 4টি STV আছে। রিফ্লো প্রক্রিয়ার পরে, সমস্ত STV উচ্চ তাপমাত্রা এবং সীসা-মুক্ত তরঙ্গ সোল্ডারিংয়ের জন্য প্রক্রিয়া করা হয়। প্রতিটি STV পরিদর্শন করে এবং সঠিকভাবে পূর্ণ গর্তের সংখ্যা গণনা করে থ্রু-হোল সোল্ডারযোগ্যতা নির্ধারণ করা যেতে পারে। ছিদ্রের মাধ্যমে গ্রহণের মানদণ্ড হল যে ভরাট সোল্ডারটি অবশ্যই গর্তের মাধ্যমে ধাতুপট্টাবৃতের শীর্ষে বা গর্তের মাধ্যমের উপরের প্রান্তে পূরণ করতে হবে।