Efikeco kaj Karakterizado de OSP-Filmo en la Senplumbo-Procezo de PCB-Kopia Estraro

Efikeco kaj Karakterizado de OSP Filmo en la Senplumbo-Procezo de PCB Kopiu Tabulo

OSP (Organika Solderable Protekta Filmo) estas konsiderata kiel la plej bona surfaca traktadprocezo pro ĝia bonega soldableco, simpla procezo kaj malalta kosto.

En ĉi tiu artikolo, termika malsorba-gasa kromatografio-masa spektrometrio (TD-GC-MS), termogravimetra analizo (TGA) kaj fotoelektrona spektroskopio (XPS) estas uzataj por analizi la varmecrezistajn karakterizaĵojn de nova generacio de alttemperaturaj OSP-filmoj. Gaskromatografio testas la malgrandajn molekulajn organikajn komponentojn en la alttemperaturrezista OSP-filmo (HTOSP) kiuj influas la luteblecon. Samtempe, ĝi montras, ke la alkylbenzimidazole-HT en la alta temperaturo imuna OSP-filmo havas tre malmulte da volatilo. La TGA-datenoj montras, ke la HTOSP-filmo havas pli altan degeneran temperaturon ol la nuna industrinorma OSP-filmo. XPS-datumoj montras, ke post 5 senplumbo-refluoj de alt-temperatura OSP, la oksigena enhavo nur pliiĝis je ĉirkaŭ 1%. Ĉi-supraj plibonigoj rekte rilatas al la postuloj de industria senplumbo-lutebleco.

ipcb

OSP-filmo estas uzata en cirkvitplatoj dum multaj jaroj. Ĝi estas organometala polimera filmo formita per la reago de azolaj komponaĵoj kun transirmetalaj elementoj, kiel kupro kaj zinko. Multaj studoj [1,2,3] rivelis la korodan inhibician mekanismon de azolkunmetaĵoj sur metalsurfacoj. GPBrown [3] sukcese sintezis benzimidazolon, kupron (II), zinkon (II) kaj aliajn transirmetalajn elementojn de organometalaj polimeroj, kaj priskribis la bonegan alttemperaturan reziston de poli(benzimidazole-zinko) tra TGA-karakterizaĵo. La TGA-datenoj de GPBrown montras, ke la degeneriĝotemperaturo de poli(benzimidazole-zinko) estas same alta kiel 400°C en la aero kaj 500°C en nitrogena atmosfero, dum la degeneriĝotemperaturo de poli(benzimidazole-kupro) estas nur 250°C. . La lastatempe evoluigita nova HTOSP-filmo baziĝas sur la kemiaj propraĵoj de poli(benzimidazole-zinko), kiu havas la plej bonan varmegan reziston.

OSP-filmo estas plejparte kunmetita de organometalaj polimeroj kaj malgrandaj organikaj molekuloj trenitaj dum la deponprocezo, kiel grasacidoj kaj azolaj komponaĵoj. Organometalaj polimeroj disponigas la necesan korodreziston, kupran surfacadheron, kaj surfacmalmolecon de OSP. La degenerotemperaturo de la organometala polimero devas esti pli alta ol la frostopunkto de la plumbo-libera lutaĵo por elteni la plumbo-liberan procezon. Alie, la OSP-filmo malboniĝos post esti prilaborita per senplumbo procezo. La degenertemperaturo de la OSP-filmo plejparte dependas de la varmorezisto de la organometala polimero. Alia grava faktoro, kiu influas la oksigenadreziston de kupro, estas la volatilo de azolaj komponaĵoj, kiel benzimidazole kaj fenilimidazolo. La malgrandaj molekuloj de la OSP-filmo vaporiĝos dum la senplumbo-reflua procezo, kiu influos la oksigenadreziston de kupro. Gaskromatografio-masa spektrometrio (GC-MS), termogravimetra analizo (TGA) kaj fotoelektrona spektroskopio (XPS) povas esti uzitaj por science klarigi la varmoreziston de OSP.

1. Analizo de gaskromatografio-mas-spektrometria

La kupraj platoj testitaj estis kovritaj per: a) nova HTOSP-filmo; b) industrinorma OSP-filmo; kaj c) alia industria OSP-filmo. Skrapu ĉirkaŭ 0.74-0.79 mg da OSP-filmo el la kupra plato. Ĉi tiuj kovritaj kupraj platoj kaj la skrapitaj specimenoj ne spertis ajnan refluan traktadon. Tiu eksperimento uzas H/P6890GC/MS-instrumenton, kaj uzas injektilon sen injektilo. Injektiloj-liberaj injektiloj povas rekte malsorbi solidajn specimenojn en la specimena ĉambro. La injektilo sen injektilo povas transdoni la specimenon en la malgranda vitrotubo al la enirejo de la gaskromatografo. La portanta gaso povas kontinue alporti la volatilajn organikajn substancojn al la gaskromatografkolono por kolekto kaj apartigo. Metu la specimenon proksime al la supro de la kolono, por ke termika malsorbo povu efike ripetiĝi. Post kiam sufiĉe da specimenoj estis desorbitaj, la gaskromatografio ekfunkciis. En ĉi tiu eksperimento, RestekRT-1 (0.25mmid × 30m, filmo dikeco de 1.0μm) gaskromatografiokolono estis uzita. La programo de plialtiĝo de temperaturo de la gaskromatografia kolumno: Post hejtado je 35°C dum 2 minutoj, la temperaturo komencas altiĝi al 325°C, kaj la hejtado rapideco estas 15°C/min. La termikaj malsorbaj kondiĉoj estas: post varmigado je 250°C dum 2 minutoj. La maso/ŝargo-proporcio de la apartigitaj volatilaj organikaj substancoj estas detektita per mas-spektrometrio en la intervalo de 10-700daltonoj. La retentempo de ĉiuj malgrandaj organikaj molekuloj ankaŭ estas registrita.

2. Termogravimetra analizo (TGA)

Simile, nova HTOSP-filmo, industrinorma OSP-filmo, kaj alia industria OSP-filmo estis kovritaj sur la provaĵoj. Proksimume 17.0 mg da OSP-filmo estis skrapitaj de la kupra plato kiel materialtestprovaĵo. Antaŭ la TGA-testo, nek la specimeno nek la filmo povas suferi ajnan plumbo-liberan refluan traktadon. Uzu la 2950TA de TA Instruments por fari TGA-teston sub nitrogena protekto. La labortemperaturo estis konservita ĉe ĉambra temperaturo dum 15 minutoj, kaj tiam pliigita ĝis 700 °C kun rapideco de 10 °C/min.

3. Fotoelektrona spektroskopio (XPS)

Photoelectron Spectroscopy (XPS), ankaŭ konata kiel Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), estas kemia surfacanalizmetodo. XPS povas mezuri la 10nm-kemian konsiston de la tega surfaco. Tetu la HTOSP-filmon kaj industrian norman OSP-filmon sur la kupra plato, kaj poste trairu 5-senplumbo-refluojn. XPS estis uzata por analizi la HTOSP-filmon antaŭ kaj post la reflua traktado. La industrinorma OSP-filmo post 5-senplumbo refluo ankaŭ estis analizita fare de XPS. La instrumento uzita estis VGESCALABMarkII.

4. Tra truo solderability testo

Uzante luteblecojn-testtabulojn (STVoj) por tratrua lutebleco-testado. Estas entute 10 tabeloj de lutebleco-testtabulo STV (ĉiu tabelo havas 4 STV-ojn) kovritaj per filmdikeco de ĉirkaŭ 0.35μm, el kiuj 5 STV-aroj estas kovritaj per HTOSP-filmo, kaj la aliaj 5 STV-aroj estas kovritaj per industria normo. OSP-filmo. Tiam, la tegitaj STV-oj spertas serion de alt-temperaturaj, senplumbo-refluotraktadoj en la lutpasta refluoforno. Ĉiu testkondiĉo inkluzivas 0, 1, 3, 5 aŭ 7 sinsekvajn refluojn. Estas 4 STVoj por ĉiu speco de filmo por ĉiu reflua testkondiĉo. Post la reflua procezo, ĉiuj STV-oj estas prilaboritaj por alta temperaturo kaj senplumbo ondo-lutado. Tra-trua lutebleco povas esti determinita inspektante ĉiun STV kaj kalkulante la nombron da ĝuste plenigitaj tra-truoj. La akcepta kriterio por tratruoj estas ke la plenigita lutaĵo devas esti plenigita al la supro de la tegita tratruo aŭ la supra rando de la tratruo.