Performance ug Characterization sa OSP Film sa Lead-Free nga Proseso sa PCB Kopyahon nga Lupon

Ang OSP (Organic Solderable Protective Film) gikonsiderar nga labing maayo nga proseso sa pagtambal sa nawong tungod sa maayo kaayo nga solderability, yano nga proseso ug mubu nga gasto.

Niini nga papel, gigamit ang thermal desorption-gas chromatography-mass spectrometry (TD-GC-MS), thermogravimetric analysis (TGA) ug photoelectron spectroscopy (XPS) aron analisahon ang heat resistance nga mga kinaiya sa usa ka bag-ong henerasyon sa taas nga temperatura nga resistant OSP films. Gisulayan sa gas chromatography ang gagmay nga molekula nga organikong sangkap sa taas nga temperatura nga resistensya sa OSP nga pelikula (HTOSP) nga nakaapekto sa solderability. Sa samang higayon, kini nagpakita nga ang alkylbenzimidazole-HT sa taas nga temperatura resistant OSP film adunay gamay kaayo nga volatility. Ang datos sa TGA nagpakita nga ang HTOSP nga salida adunay mas taas nga temperatura sa pagkadaot kaysa sa kasamtangan nga industriya nga standard OSP nga pelikula. Gipakita sa datos sa XPS nga pagkahuman sa 5 nga wala’y lead nga pag-reflow sa taas nga temperatura nga OSP, ang sulud sa oksiheno nadugangan lamang sa mga 1%. Ang mga pag-uswag sa ibabaw direktang may kalabotan sa mga kinahanglanon sa industriyal nga wala’y tingga nga solderability.

Ang OSP nga pelikula gigamit sa mga circuit board sulod sa daghang katuigan. Kini usa ka organometallic polymer film nga naporma pinaagi sa reaksyon sa mga azole compound nga adunay mga elemento sa transisyon nga metal, sama sa tumbaga ug zinc. Daghang mga pagtuon [1,2,3] ang nagpadayag sa mekanismo sa pagpugong sa kaagnasan sa mga azole compound sa metal nga mga ibabaw. Ang GPBrown [3] malampuson nga nag-synthesize sa benzimidazole, copper (II), zinc (II) ug uban pang transisyon nga metal nga mga elemento sa organometallic polymers, ug gihulagway ang maayo kaayo nga taas nga temperatura nga pagsukol sa poly(benzimidazole-zinc) pinaagi sa TGA nga kinaiya. Ang datos sa TGA sa GPBrown nagpakita nga ang degradasyon nga temperatura sa poly(benzimidazole-zinc) kay taas sa 400°C sa hangin ug 500°C sa nitrogen atmosphere, samtang ang degradation temperature sa poly(benzimidazole-copper) kay 250°C lang. . Ang bag-o lang naugmad nga bag-ong HTOSP nga pelikula gibase sa kemikal nga mga kabtangan sa poly(benzimidazole-zinc), nga adunay labing maayo nga pagsukol sa kainit.

Ang OSP nga pelikula nag-una nga gilangkoban sa organometallic polymers ug gagmay nga mga organikong molekula nga nasulod sa proseso sa pagdeposito, sama sa mga fatty acid ug azole compound. Ang mga organometallic polymers naghatag sa gikinahanglan nga corrosion resistance, copper surface adhesion, ug surface hardness sa OSP. Ang degradasyon nga temperatura sa organometallic polymer kinahanglan nga mas taas kay sa natunaw nga punto sa lead-free solder aron makasugakod sa lead-free nga proseso. Kay kon dili, ang OSP nga salida madaot human maproseso pinaagi sa usa ka proseso nga walay lead. Ang degradasyon nga temperatura sa OSP nga pelikula nag-agad sa kainit nga pagsukol sa organometallic polymer. Ang laing importante nga butang nga makaapekto sa oksihenasyon nga pagsukol sa tumbaga mao ang pagkadali sa mga azole compound, sama sa benzimidazole ug phenylimidazole. Ang gagmay nga mga molekula sa OSP film moalisngaw sa panahon sa lead-free reflow nga proseso, nga makaapekto sa oksihenasyon nga pagsukol sa tumbaga. Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), thermogravimetric analysis (TGA) ug photoelectron spectroscopy (XPS) mahimong gamiton sa siyentipikanhong pagpatin-aw sa heat resistance sa OSP.

1. Gas chromatography-mass spectrometry analysis

Ang tumbaga nga mga palid nga gisulayan gitabonan sa: a) bag-ong HTOSP film; b) usa ka sumbanan sa industriya nga OSP nga pelikula; ug c) laing industriyal nga OSP nga pelikula. I-scrape ang mga 0.74-0.79 mg sa OSP film gikan sa copper plate. Kini nga adunay sapaw nga mga plato nga tumbaga ug ang mga gikiskis nga mga sample wala nakaagi sa bisan unsang pagtambal sa reflow. Kini nga eksperimento naggamit ug H/P6890GC/MS nga instrumento, ug naggamit ug syringe nga walay syringe. Ang mga syringe nga walay syringe mahimong direkta nga mag-desorb sa mga solidong sample sa sample chamber. Ang syringe nga walay syringe makabalhin sa sample sa gamay nga glass tube ngadto sa inlet sa gas chromatograph. Ang carrier gas mahimong padayon nga dad-on ang dali moalisngaw organic compounds ngadto sa gas chromatograph column alang sa pagkolekta ug pagbulag. Ibutang ang sample duol sa ibabaw sa kolum aron ang thermal desorption epektibong masubli. Human ma-desorbed ang igo nga mga sample, ang gas chromatography nagsugod sa pagtrabaho. Sa kini nga eksperimento, gigamit ang usa ka RestekRT-1 (0.25mmid × 30m, gibag-on sa pelikula nga 1.0μm) nga kolum sa chromatography sa gas. Ang programa sa pagtaas sa temperatura sa kolum sa gas chromatography: Human sa pagpainit sa 35 ° C sulod sa 2 ka minuto, ang temperatura magsugod sa pagtaas sa 325 ° C, ug ang pagpainit nga rate mao ang 15 ° C / min. Ang mga kondisyon sa thermal desorption mao ang: human sa pagpainit sa 250°C sulod sa 2 ka minuto. Ang mass/charge ratio sa mga nahimulag nga volatile organic compounds makita sa mass spectrometry sa han-ay sa 10-700daltons. Girekord usab ang oras sa pagpabilin sa tanan nga gagmay nga mga organikong molekula.

2. Thermogravimetric analysis (TGA)

Sa susama, usa ka bag-ong HTOSP film, usa ka industriya nga standard OSP film, ug laing industriyal nga OSP film ang giputos sa mga sample. Gibana-bana nga 17.0 mg sa OSP nga pelikula ang gikiskis gikan sa tumbaga nga plato isip usa ka materyal nga sample sample. Sa wala pa ang pagsulay sa TGA, ang sample o ang pelikula dili makaagi sa bisan unsang pagtambal nga wala’y lead nga reflow. Gamita ang TA Instruments’ 2950TA sa paghimo sa TGA test ubos sa nitrogen protection. Ang temperatura sa pagtrabaho gitipigan sa temperatura sa lawak sulod sa 15 ka minutos, ug dayon misaka ngadto sa 700 ° C sa gikusgon nga 10 ° C / min.

3. Photoelectron spectroscopy (XPS)

Ang Photoelectron Spectroscopy (XPS), nailhan usab nga Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), usa ka pamaagi sa pagsusi sa kemikal sa ibabaw. Masukod sa XPS ang 10nm nga kemikal nga komposisyon sa nawong sa sapaw. Pagsul-ob sa HTOSP nga pelikula ug industriya nga standard nga OSP nga pelikula sa tumbaga nga plato, ug dayon moagi sa 5 nga lead-free reflows. Ang XPS gigamit sa pag-analisar sa HTOSP film sa wala pa ug pagkahuman sa reflow treatment. Ang industriya-standard nga OSP nga pelikula pagkahuman sa 5 nga lead-free reflow gisusi usab sa XPS. Ang instrumento nga gigamit mao ang VGESCALABMarkII.

4. Pinaagi sa hole solderability test

Paggamit sa solderability test boards (STVs) para sa through-hole solderability testing. Adunay usa ka kinatibuk-an nga 10 ka solderability test board STV arrays (matag array adunay 4 STVs) nga adunay sapaw sa usa ka pelikula gibag-on sa mga 0.35μm, diin 5 STV arrays adunay sapaw sa HTOSP film, ug ang uban nga 5 STV arrays adunay sapaw sa industriya standard OSP nga pelikula. Dayon, ang mga adunay sapaw nga STV moagi sa sunod-sunod nga taas nga temperatura, walay lead nga reflow treatment sa solder paste reflow oven. Ang matag kahimtang sa pagsulay naglakip sa 0, 1, 3, 5 o 7 nga sunod-sunod nga reflow. Adunay 4 ka STV alang sa matag klase sa pelikula alang sa matag kahimtang sa pagsulay sa reflow. Pagkahuman sa proseso sa pag-reflow, ang tanan nga mga STV giproseso alang sa taas nga temperatura ug wala’y lead nga wave soldering. Ang through-hole solderability mahimong matino pinaagi sa pag-inspeksyon sa matag STV ug pagkalkulo sa gidaghanon sa hustong napuno nga through-hole. Ang sukdanan sa pagdawat alang sa pinaagi sa mga lungag mao nga ang napuno nga solder kinahanglan nga pun-on sa ibabaw sa plated pinaagi sa lungag o sa ibabaw nga ngilit sa pinaagi sa lungag.