Prestazione è Caratterizazione di Film OSP in u Prucessu Senza Piombo di PCB Copy Board

Prestazione è Caratterizazione di Film OSP in u Prucessu senza Piombo di PCB Copy Board

OSP (Organic Solderable Protective Film) hè cunsideratu cum’è u megliu prucessu di trattamentu di a superficia per via di a so eccellente saldabilità, u so prucessu simplice è u prezzu bassu.

In questu documentu, desorption-gas chromatography-spettrometria di massa (TD-GC-MS), analisi termogravimetrica (TGA) è spettroscopia fotoelettronica (XPS) sò usati per analizà e caratteristiche di resistenza à u calore di una nova generazione di film OSP resistenti à alta temperatura. A cromatografia di gas prova i picculi cumpunenti organici moleculari in a film OSP resistente à alta temperatura (HTOSP) chì affettanu a saldabilità. À u listessu tempu, mostra chì l’alkylbenzimidazole-HT in a film OSP resistente à a temperatura alta hà assai pocu volatilità. I dati TGA mostranu chì a film HTOSP hà una temperatura di degradazione più altu ch’è a film OSP standard di l’industria attuale. Dati XPS mostra chì dopu à 5 riflussi senza piombo di OSP à alta temperatura, u cuntenutu di l’ossigenu solu cresce da circa 1%. I megliurenze sopra sò direttamente ligati à i requisiti di solderability industriale senza piombo.

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A film OSP hè stata aduprata in circuiti per parechji anni. Hè un filmu polimeru organometallicu furmatu da a reazione di composti azole cù elementi di metalli di transizione, cum’è u cobre è u zincu. Parechji studii [1,2,3] anu revelatu u mecanismu d’inibizione di a corrosione di i composti azole nantu à a superficia metallica. GPBrown [3] hà sintetizatu bè benzimidazole, ramu (II), zincu (II) è altri elementi di metalli di transizione di polimeri organometallici, è hà descrittu l’eccellente resistenza à a temperatura alta di poly (benzimidazole-zinc) attraversu a caratteristica TGA. I dati TGA di GPBrown mostranu chì a temperatura di degradazione di u poli (benzimidazole-zinc) hè altu cum’è 400 ° C in l’aria è 500 ° C in una atmosfera di nitrogenu, mentri a temperatura di degradazione di poly (benzimidazole-copper) hè solu 250 ° C. . U novu film HTOSP sviluppatu recentemente hè basatu annantu à e proprietà chimiche di poly (benzimidazole-zinc), chì hà a megliu resistenza à u calore.

A film OSP hè principalmente cumpostu di polimeri organometallici è picculi molécule organiche arrastrate durante u prucessu di deposizione, cum’è l’acidi grassi è i composti azole. I polimeri organometallici furniscenu a resistenza à a corrosione necessaria, l’adesione di a superficia di rame è a durezza di a superficia di OSP. A temperatura di degradazione di u polimeru organometallicu deve esse più altu ch’è u puntu di fusione di a saldatura senza piombo per sustene u prucessu senza piombo. Altrimenti, a film OSP si degraderà dopu esse trattatu da un prucessu senza piombo. A temperatura di degradazione di a film OSP dipende largamente da a resistenza à u calore di u polimeru organometallicu. Un altru fattore impurtante chì affetta a resistenza à l’ossidazione di u ramu hè a volatilità di i composti azole, cum’è benzimidazole è phenylimidazole. E piccule molécule di a film OSP s’evaporanu durante u prucessu di riflussu senza piombo, chì affettanu a resistenza à l’ossidazione di u ramu. A cromatografia di gas-spettrometria di massa (GC-MS), l’analisi termogravimetrica (TGA) è a spettroscopia fotoelettronica (XPS) ponu esse usate per spiegà scientificamente a resistenza à u calore di l’OSP.

1. Analisi di gas chromatography-spettrometria di massa

I platti di ramu pruvati sò stati rivestiti cù: a) una nova film HTOSP; b) un film OSP standard di l’industria; è c) un altru filmu industriale OSP. Scrape about 0.74-0.79 mg di film OSP da u platu di cobre. Questi platti di rame rivestiti è i campioni scraped ùn anu micca sottumessu trattamentu di reflow. Stu esperimentu usa u strumentu H/P6890GC/MS, è usa una siringa senza siringa. E siringhe senza siringa ponu desorbe direttamente campioni solidi in a camera di mostra. A siringa senza siringa pò trasfiriri a mostra in u picculu tubu di vetru à l’entrata di u cromatografu di gas. U gasu traspurtadore pò purtà continuamente i composti organici volatili à a colonna di cromatografu di gasu per a cullizzioni è a separazione. Pone a mostra vicinu à a cima di a colonna in modu chì a desorption termale pò esse ripetuta in modu efficace. Dopu chì abbastanza campioni sò stati desorbiti, a cromatografia di gas hà cuminciatu à travaglià. In questu esperimentu, hè stata utilizata una colonna di cromatografia di gas RestekRT-1 (0.25mmid × 30m, spessore di film di 1.0μm). U prugramma di l’aumentu di a temperatura di a colonna di cromatografia di gasu: dopu avè riscaldatu à 35 ° C per 2 minuti, a temperatura cumencia à 325 ° C, è a tarifa di riscaldamentu hè 15 ° C / min. I cundizioni di desorption termale sò: dopu à riscaldamentu à 250 ° C per 2 minuti. U rapportu massa / carica di i composti organici volatili separati hè rilevatu da spettrometria di massa in a gamma di 10-700daltons. U tempu di retenzioni di tutte e piccule molécule organiche hè ancu registratu.

2. Analisi termogravimetrica (TGA)

In listessu modu, un novu film HTOSP, un film OSP standard di l’industria, è un altru film OSP industriale sò stati rivestiti nantu à i campioni. Circa 17.0 mg di film OSP sò stati raschiati da a piastra di cobre cum’è un campione di prova di materiale. Prima di a prova TGA, nè l’esemplariu nè u filmu pò esse sottumessi à un trattamentu di reflow senza piombo. Aduprate u 2950TA di TA Instruments per fà a prova TGA sottu prutezzione di nitrogenu. A temperatura di u travagliu hè stata mantinuta à a temperatura di l’ambienti per 15 minuti, è dopu cresce à 700 ° C à una tarifa di 10 ° C / min.

3. Spettroscopia fotoelettronica (XPS)

Spettroscopia Fotoelettronica (XPS), cunnisciuta ancu com’è Spectroscopia Elettronica di Analisi Chimica (ESCA), hè un metudu di analisi di superficia chimica. XPS pò misurà a cumpusizioni chimica 10nm di a superficia di revestimentu. Rivestite a film HTOSP è a film OSP standard di l’industria nantu à a piastra di rame, è poi passa per 5 riflussi senza piombo. XPS hè stata utilizata per analizà a film HTOSP prima è dopu u trattamentu di reflow. U film OSP standard di l’industria dopu à 5 reflow senza piombo hè statu ancu analizatu da XPS. U strumentu usatu hè VGESCALABMarkII.

4. Through Hole solderability test

Utilizà schede di prova di saldabilità (STV) per a prova di saldabilità di u foru attraversu. Ci hè un totale di 10 matrici STV di test di saldabilità (ogni array hà 4 STV) rivestiti cù un spessore di film di circa 0.35μm, di quali 5 arrays STV sò rivestiti cù film HTOSP, è l’altri 5 arrays STV sò rivestiti cù standard di l’industria. Film OSP. Allora, i STV rivestiti sò sottumessi à una seria di trattamenti di riflussu senza piombo à alta temperatura in u fornu di riflussu di pasta di saldatura. Ogni cundizione di prova include 0, 1, 3, 5 o 7 riflussi consecutivi. Ci hè 4 STV per ogni tipu di film per ogni cundizione di prova di riflussu. Dopu à u prucessu di riflussu, tutti i STV sò processati per a saldatura d’onda senza piombo è alta temperatura. A saldabilità di u foru attraversu pò esse determinata inspeccionendu ogni STV è calculendu u numeru di fori passanti cumpleti currettamente. U criteriu d’accettazione per i fori passanti hè chì a saldatura riempita deve esse chjappata à a cima di u foru passante o u bordu superiore di u foru passante.