Frammistaða og einkenni OSP kvikmyndar í blýlausu ferli PCB Afrita borð

OSP (Organic Solderable Protective Film) er talið vera besta yfirborðsmeðhöndlunarferlið vegna framúrskarandi lóðunarhæfileika, einfalds ferlis og lágs kostnaðar.

Í þessari grein eru varmaafsog-gasskiljun-massagreining (TD-GC-MS), hitaþyngdargreining (TGA) og ljósrafeindalitrófsgreining (XPS) notuð til að greina hitaþolseiginleika nýrrar kynslóðar háhitaþolinna OSP kvikmynda. Gasskiljun prófar litlu sameinda lífrænu þættina í háhitaþolnu OSP filmunni (HTOSP) sem hafa áhrif á lóðahæfileikann. Á sama tíma sýnir það að alkýlbensímídasól-HT í háhitaþolnu OSP kvikmyndinni hefur mjög lítið rokgjörn. TGA gögnin sýna að HTOSP kvikmyndin hefur hærra niðurbrotshitastig en núverandi iðnaðarstaðall OSP kvikmynd. XPS gögn sýna að eftir 5 blýlaus endurflæði af OSP við háhita jókst súrefnisinnihaldið aðeins um 1%. Ofangreindar endurbætur tengjast beint kröfum um iðnaðar blýlausa lóðahæfni.

OSP filmur hefur verið notaður í hringrásarborðum í mörg ár. Það er málmlífræn fjölliða kvikmynd sem myndast við hvarf azólefnasambanda við umbreytingarmálmþætti, svo sem kopar og sink. Margar rannsóknir [1,2,3] hafa leitt í ljós tæringarhindrun azólefnasambanda á málmyfirborði. GPBrown [3] myndaði með góðum árangri bensímídasól, kopar (II), sink (II) og aðra umbreytingarmálmþætti úr málmlífrænum fjölliðum, og lýsti framúrskarandi háhitaþol pólý(bensímídasóls-sinks) í gegnum TGA eiginleika. TGA gögn GPBrown sýna að niðurbrotshiti pólý(bensímídasól-sinks) er allt að 400°C í loftinu og 500°C í köfnunarefnislofti, en niðurbrotshitastig pólý(benzímídasóls-kopar) er aðeins 250°C . Nýlega þróuð nýja HTOSP filman er byggð á efnafræðilegum eiginleikum pólý(benzimídasóls-sinks), sem hefur besta hitaþol.

OSP filma er aðallega samsett úr málmlífrænum fjölliðum og litlum lífrænum sameindum sem eru fengnar í útfellingarferlinu, svo sem fitusýrur og asólsambönd. Lífrænar málmfjölliður veita nauðsynlega tæringarþol, koparyfirborðsviðloðun og yfirborðshörku OSP. Niðurbrotshitastig málmlífrænu fjölliðunnar verður að vera hærra en bræðslumark blýlausu lóðmálmsins til að standast blýlausa ferlið. Annars mun OSP filman brotna niður eftir að hafa verið unnin með blýlausu ferli. Niðurbrotshitastig OSP filmunnar veltur að miklu leyti á hitaþol lífrænu málmfjölliðunnar. Annar mikilvægur þáttur sem hefur áhrif á oxunarþol kopars er rokgjarnleiki azólefnasambanda, svo sem bensímídasóls og fenýlímídasóls. Litlu sameindir OSP filmunnar munu gufa upp meðan á blýlausu endurflæðisferlinu stendur, sem mun hafa áhrif á oxunarþol kopars. Hægt er að nota gasskiljun-massagreiningu (GC-MS), hitaþolsgreiningu (TGA) og ljósrafeindagreiningu (XPS) til að útskýra hitaþol OSP á vísindalegan hátt.

1. Gasskiljun-massagreiningargreining

Koparplöturnar sem prófaðar voru voru húðaðar með: a) nýrri HTOSP filmu; b) OSP kvikmynd í iðnaði; og c) önnur iðnaðar OSP kvikmynd. Skafið um 0.74-0.79 mg af OSP filmu af koparplötunni. Þessar húðuðu koparplötur og skrapuðu sýnin hafa ekki farið í gegnum endurflæðismeðferð. Þessi tilraun notar H/P6890GC/MS tæki og notar sprautu án sprautu. Sprautulausar sprautur geta dregið beint úr föstum sýnum í sýnishólfinu. Sprautan án sprautu getur flutt sýnið í litla glerrörinu í inntak gasskiljunnar. Burðargasið getur stöðugt komið rokgjarnu lífrænu efnasamböndunum í gasskiljunarsúluna til söfnunar og aðskilnaðar. Settu sýnishornið nálægt toppnum á súlunni þannig að hægt sé að endurtaka hitauppstreymi á áhrifaríkan hátt. Eftir að næg sýni voru afsoguð fór gasskiljunin að virka. Í þessari tilraun var RestekRT-1 (0.25 mmid×30m, filmuþykkt 1.0μm) gasskiljunarsúla notuð. Hitastigshækkunaráætlun gasskiljunarsúlunnar: Eftir hitun við 35°C í 2 mínútur fer hitinn að hækka í 325°C og hitunarhraði er 15°C/mín. Hitaafsogsskilyrði eru: eftir hitun við 250°C í 2 mínútur. Massa/hleðsluhlutfall aðskildra rokgjarnra lífrænna efnasambanda er greint með massagreiningu á bilinu 10-700 dalton. Einnig er varðveislutími allra lítilla lífrænna sameinda skráður.

2. Hitaþyngdargreining (TGA)

Á sama hátt var ný HTOSP filma, iðnaðarstaðall OSP filma og önnur iðnaðar OSP filma húðuð á sýnunum. Um það bil 17.0 mg af OSP filmu var skafin af koparplötunni sem efnisprófunarsýni. Fyrir TGA prófið geta hvorki sýnið né filman gengist undir blýlausa endurflæðismeðferð. Notaðu 2950TA TA Instruments til að framkvæma TGA próf undir köfnunarefnisvörn. Vinnuhitastiginu var haldið við stofuhita í 15 mínútur og síðan hækkað í 700°C á hraðanum 10°C/mín.

3. Ljósrófsgreining (XPS)

Photoelectron Spectroscopy (XPS), einnig þekkt sem Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), er efnafræðileg yfirborðsgreiningaraðferð. XPS getur mælt 10nm efnasamsetningu húðunaryfirborðsins. Húðaðu HTOSP filmuna og iðnaðarstaðlaða OSP filmuna á koparplötuna og farðu síðan í gegnum 5 blýlaus endurflæði. XPS var notað til að greina HTOSP filmuna fyrir og eftir endurflæðismeðferðina. Iðnaðarstaðal OSP kvikmynd eftir 5 blýlaust endurflæði var einnig greind með XPS. Tækið sem notað var var VGESCALABMarkII.

4. Lóðunarpróf í gegnum holu

Notkun lóðaprófunarborða (STVs) til að prófa lóðahæfni í gegnum holu. Það eru alls 10 STV fylki fyrir lóðaprófunartöflur (hver fylki hefur 4 STV) húðuð með filmuþykkt um það bil 0.35μm, þar af 5 STV fylki eru húðuð með HTOSP filmu og hin 5 STV fylkin eru húðuð með iðnaðarstaðli OSP kvikmynd. Síðan fara húðuðu sjónvörpurnar í röð af háhita, blýlausum endurflæðismeðferðum í endurrennslisofninum fyrir lóðmálmur. Hvert prófunarskilyrði inniheldur 0, 1, 3, 5 eða 7 endurflæði í röð. Það eru 4 STVs fyrir hverja gerð filmu fyrir hvert endurflæðisprófunarskilyrði. Eftir endurflæðisferlið eru öll STV unnin fyrir háhita og blýlausa bylgjulóðun. Hægt er að ákvarða lóðahæfni í gegnum holu með því að skoða hvert STV og reikna út fjölda rétt fylltra gegnumhola. Samþykkisviðmiðið fyrir gegnum holur er að fyllt lóðmálmur verður að fylla efst á húðuðu gegnum holuna eða efri brún gegnum holunnar.