OSP ֆիլմի կատարումը և բնութագրումը առանց կապարի գործընթացում PCB Պատճենահանման տախտակ

OSP (Organic Solderable Protective Film) համարվում է մակերեսային մշակման լավագույն գործընթացը՝ շնորհիվ իր գերազանց զոդման, պարզ գործընթացի և ցածր գնի:

Այս հոդվածում ջերմային դեզորբցիոն-գազային քրոմատագրություն-զանգվածային սպեկտրոմետրիա (TD-GC-MS), ջերմաչափական անալիզ (TGA) և ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա (XPS) օգտագործվում են նոր սերնդի բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն OSP ֆիլմերի ջերմակայունության բնութագրերը վերլուծելու համար: Գազային քրոմատոգրաֆիան փորձարկում է փոքր մոլեկուլային օրգանական բաղադրիչները բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն OSP թաղանթում (HTOSP), որոնք ազդում են զոդման վրա: Միևնույն ժամանակ, այն ցույց է տալիս, որ բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն OSP թաղանթում ալկիլբենզիմիդազոլ-HT-ն ունի շատ քիչ անկայունություն: TGA-ի տվյալները ցույց են տալիս, որ HTOSP ֆիլմն ունի ավելի բարձր քայքայման ջերմաստիճան, քան ներկայիս արդյունաբերության ստանդարտ OSP ֆիլմը: XPS-ի տվյալները ցույց են տալիս, որ բարձր ջերմաստիճանի OSP-ի 5 առանց կապարի վերաթողարկումից հետո թթվածնի պարունակությունն աճել է ընդամենը մոտ 1%-ով։ Վերոնշյալ բարելավումները ուղղակիորեն կապված են արդյունաբերական առանց կապարի զոդման պահանջների հետ:

OSP ֆիլմը երկար տարիներ օգտագործվել է տպատախտակների մեջ: Այն օրգանոմետաղային պոլիմերային թաղանթ է, որը ձևավորվում է ազոլային միացությունների ռեակցիայի արդյունքում անցումային մետաղի տարրերի հետ, ինչպիսիք են պղնձը և ցինկը: Բազմաթիվ ուսումնասիրություններ [1,2,3] բացահայտել են մետաղական մակերեսների վրա ազոլային միացությունների կոռոզիոն արգելակման մեխանիզմը։ GPBrown-ը [3] հաջողությամբ սինթեզեց բենզիմիդազոլ, պղինձ (II), ցինկ (II) և օրգանոմետաղական պոլիմերների անցումային մետաղների այլ տարրեր և նկարագրեց պոլի(բենզիմիդազոլ-ցինկ) գերազանց բարձր ջերմաստիճանի դիմադրությունը TGA բնութագրիչի միջոցով: GPBrown-ի TGA տվյալները ցույց են տալիս, որ պոլի(բենզիմիդազոլ-ցինկ) քայքայման ջերմաստիճանը բարձր է մինչև 400°C օդում և 500°C ազոտի մթնոլորտում, մինչդեռ պոլի(բենզիմիդազոլ-պղնձի) քայքայման ջերմաստիճանը ընդամենը 250°C է: . Վերջերս մշակված նոր HTOSP ֆիլմը հիմնված է պոլի(բենզիմիդազոլ-ցինկ) քիմիական հատկությունների վրա, որն ունի լավագույն ջերմակայունությունը:

OSP ֆիլմը հիմնականում կազմված է մետաղական օրգանական պոլիմերներից և փոքր օրգանական մոլեկուլներից, որոնք ներծծվում են նստեցման գործընթացում, ինչպիսիք են ճարպաթթուները և ազոլային միացությունները: Օրգանմետաղական պոլիմերներն ապահովում են անհրաժեշտ կոռոզիոն դիմադրություն, պղնձի մակերեսային կպչունություն և OSP-ի մակերեսային կարծրություն: Օրգանմետաղական պոլիմերի քայքայման ջերմաստիճանը պետք է լինի ավելի բարձր, քան կապարի զոդման հալման կետը, որպեսզի դիմանա առանց կապարի գործընթացին: Հակառակ դեպքում, OSP ֆիլմը կփչանա առանց կապարի գործընթացով մշակվելուց հետո: OSP ֆիլմի քայքայման ջերմաստիճանը մեծապես կախված է մետաղական օրգանական պոլիմերի ջերմային դիմադրությունից: Մեկ այլ կարևոր գործոն, որն ազդում է պղնձի օքսիդացման դիմադրության վրա, ազոլային միացությունների անկայունությունն է, ինչպիսիք են բենզիմիդազոլը և ֆենիլիմիդազոլը: OSP ֆիլմի փոքր մոլեկուլները գոլորշիանալու են առանց կապարի վերամշակման գործընթացի ընթացքում, ինչը կազդի պղնձի օքսիդացման դիմադրության վրա: Գազային քրոմատագրություն-զանգվածային սպեկտրոմետրիա (GC-MS), ջերմաչափական անալիզ (TGA) և ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա (XPS) կարող են օգտագործվել OSP-ի ջերմակայունությունը գիտականորեն բացատրելու համար:

1. Գազային քրոմատոգրաֆիա-զանգվածային սպեկտրաչափական վերլուծություն

Փորձարկված պղնձե թիթեղները պատված էին. ա) նոր HTOSP թաղանթով; բ) արդյունաբերության ստանդարտ OSP ֆիլմ; և գ) մեկ այլ արդյունաբերական OSP ֆիլմ: Մոտ 0.74-0.79 մգ OSP թաղանթ քերեք պղնձե ափսեից: Այս պատված պղնձե թիթեղները և քերված նմուշները վերամշակման չեն ենթարկվել: Այս փորձը օգտագործում է H/P6890GC/MS գործիքը և օգտագործում է ներարկիչ առանց ներարկիչի: Ներարկիչ չպարունակող ներարկիչները կարող են ուղղակիորեն կլանել պինդ նմուշները նմուշի խցիկում: Առանց ներարկիչի ներարկիչը կարող է նմուշը տեղափոխել փոքր ապակե խողովակի մեջ գազային քրոմատոգրաֆի մուտք: Փոխադրող գազը կարող է անընդմեջ ցնդող օրգանական միացությունները բերել գազային քրոմատոգրաֆ սյունակ հավաքելու և տարանջատելու համար: Նմուշը տեղադրեք սյունակի վերին մասի մոտ, որպեսզի ջերմային արտազատումը արդյունավետ կերպով կրկնվի: Բավական քանակությամբ նմուշներ ներծծվելուց հետո գազային քրոմատագրությունը սկսեց աշխատել: Այս փորձի ժամանակ օգտագործվել է RestekRT-1 (0.25 մմ×30 մ, թաղանթի հաստությունը 1.0 մկմ) գազային քրոմատոգրաֆիայի սյունակ: Գազի քրոմատոգրաֆիայի սյունակի ջերմաստիճանի բարձրացման ծրագիրը. 35°C-ում 2 րոպե տաքացնելուց հետո ջերմաստիճանը սկսում է բարձրանալ մինչև 325°C, իսկ տաքացման արագությունը 15°C/րոպե է: Ջերմային արտազատման պայմաններն են՝ 250 րոպե 2°C-ում տաքացնելուց հետո։ Առանձնացված ցնդող օրգանական միացությունների զանգված/լիցք հարաբերակցությունը հայտնաբերվում է զանգվածային սպեկտրոմետրիայի միջոցով 10-700դալտոնների սահմաններում: Գրանցվում է նաև բոլոր փոքր օրգանական մոլեկուլների պահպանման ժամանակը:

2. Ջերմագրավիմետրիկ անալիզ (TGA)

Նմանապես, նմուշների վրա պատվեցին նոր HTOSP թաղանթ, արդյունաբերության ստանդարտ OSP թաղանթ և մեկ այլ արդյունաբերական OSP թաղանթ: Մոտ 17.0 մգ OSP թաղանթ քերվել է պղնձի ափսեից որպես նյութի փորձարկման նմուշ: Նախքան TGA թեստը, ոչ նմուշը, ոչ էլ թաղանթը չեն կարող ենթարկվել առանց կապարի վերամշակման: Օգտագործեք TA Instruments-ի 2950TA-ն՝ ազոտի պաշտպանության տակ TGA փորձարկում կատարելու համար: Աշխատանքային ջերմաստիճանը 15 րոպե պահվել է սենյակային ջերմաստիճանում, այնուհետև 700°C/րոպե արագությամբ հասցնել 10°C:

3. Ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա (XPS)

Ֆոտոէլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիան (XPS), որը նաև հայտնի է որպես քիմիական անալիզի էլեկտրոնային սպեկտրոսկոպիա (ESCA), մակերեսի քիմիական վերլուծության մեթոդ է։ XPS-ը կարող է չափել ծածկույթի մակերեսի 10 նմ քիմիական բաղադրությունը: HTOSP թաղանթը և արդյունաբերության ստանդարտ OSP թաղանթը ծածկեք պղնձե ափսեի վրա, այնուհետև անցեք 5 առանց կապարի հոսքերի միջով: XPS-ն օգտագործվել է HTOSP ֆիլմը վերլուծելու համար վերամշակումից առաջ և հետո: Արդյունաբերության ստանդարտ OSP ֆիլմը 5 առանց կապարի վերամշակումից հետո նույնպես վերլուծվել է XPS-ի կողմից: Օգտագործված գործիքը VGESCALABMarkII էր:

4. Փոսային զոդման փորձարկման միջոցով

Օգտագործելով զոդման փորձարկման տախտակներ (STV)՝ անցքով զոդման փորձարկման համար: Ընդհանուր առմամբ կան 10 զոդման տախտակի փորձարկման STV զանգված (յուրաքանչյուր զանգված ունի 4 STV), որոնք պատված են մոտ 0.35 մկմ թաղանթի հաստությամբ, որոնցից 5 STV զանգվածները պատված են HTOSP թաղանթով, իսկ մյուս 5 STV զանգվածները պատված են արդյունաբերական ստանդարտներով։ OSP ֆիլմ. Այնուհետև պատված STV-ները ենթարկվում են մի շարք բարձր ջերմաստիճանի, առանց կապարի վերամշակման զոդման մածուկի վերամշակման վառարանում: Յուրաքանչյուր փորձարկման պայման ներառում է 0, 1, 3, 5 կամ 7 հաջորդական վերահոսումներ: Վերահոսքի փորձարկման յուրաքանչյուր պայմանի համար յուրաքանչյուր տեսակի ֆիլմի համար կա 4 STV: Վերալիցքավորման գործընթացից հետո բոլոր STV-ները մշակվում են բարձր ջերմաստիճանի և առանց կապարի ալիքային զոդման համար: Անցքով զոդման հնարավորությունը կարող է որոշվել՝ ստուգելով յուրաքանչյուր STV և հաշվարկելով ճիշտ լրացված անցքերի քանակը: Անցող անցքերի ընդունման չափանիշն այն է, որ լցված զոդը պետք է լցված լինի մինչև ծածկված անցքի վերին մասը կամ անցքի վերին եզրը: