Kinerja lan Karakterisasi Film OSP ing Proses Bebas Timbal PCB Papan salinan

OSP (Organic Solderable Protective Film) dianggep minangka proses perawatan permukaan sing paling apik amarga kemampuan solder sing apik, proses sing gampang lan biaya sing murah.

Ing makalah iki, spektrometri massa kromatografi-gas desorpsi termal (TD-GC-MS), analisis termogravimetri (TGA) lan spektroskopi fotoelektron (XPS) digunakake kanggo nganalisa karakteristik tahan panas saka film OSP tahan suhu dhuwur generasi anyar. Kromatografi gas nguji komponen organik molekul cilik ing film OSP tahan suhu dhuwur (HTOSP) sing mengaruhi solderability. Ing wektu sing padha, nuduhake yen alkylbenzimidazole-HT ing film OSP tahan suhu dhuwur wis volatility banget sethitik. Data TGA nuduhake yen film HTOSP nduweni suhu degradasi sing luwih dhuwur tinimbang film OSP standar industri saiki. Data XPS nuduhake yen sawise 5 reflows bebas timbal saka OSP suhu dhuwur, isi oksigen mung tambah udakara 1%. Dandan ing ndhuwur langsung ana gandhengane karo syarat solderability bebas timbal industri.

Film OSP wis digunakake ing papan sirkuit nganti pirang-pirang taun. Iki minangka film polimer organologam sing dibentuk saka reaksi senyawa azole karo unsur logam transisi, kayata tembaga lan seng. Akeh pasinaon [1,2,3] wis mbukak mekanisme inhibisi karat senyawa azole ing lumahing logam. GPBrown [3] kasil nyintesis benzimidazole, tembaga (II), seng (II) lan unsur logam transisi liyane saka polimer organologam, lan nggambarake resistensi suhu dhuwur poli(benzimidazole-seng) sing apik liwat karakteristik TGA. Data TGA GPBrown nuduhake yen suhu degradasi poli(benzimidazole-seng) nganti 400°C ing udara lan 500°C ing atmosfer nitrogen, dene suhu degradasi poli(benzimidazole-tembaga) mung 250°C. . Film HTOSP anyar sing mentas dikembangake adhedhasar sifat kimia poli (benzimidazole-seng), sing nduweni tahan panas paling apik.

Film OSP utamane kasusun saka polimer organologam lan molekul organik cilik sing dilebokake sajrone proses deposisi, kayata asam lemak lan senyawa azole. Polimer organologam nyedhiyakake resistensi karat sing dibutuhake, adhesi permukaan tembaga, lan kekerasan permukaan OSP. Suhu degradasi polimer organologam kudu luwih dhuwur tinimbang titik lebur solder tanpa timbal kanggo nahan proses tanpa timbal. Yen ora, film OSP bakal mudhun sawise diproses kanthi proses tanpa timbal. Suhu degradasi film OSP gumantung banget marang resistensi panas polimer organologam. Faktor penting liyane sing mengaruhi resistensi oksidasi tembaga yaiku volatilitas senyawa azole, kayata benzimidazole lan phenylimidazole. Molekul cilik saka film OSP bakal nguap sajrone proses reflow bebas timbal, sing bakal mengaruhi resistensi oksidasi tembaga. Kromatografi gas-spektrometri massa (GC-MS), analisis termogravimetri (TGA) lan spektroskopi fotoelektron (XPS) bisa digunakake kanggo nerangake kanthi ilmiah babagan resistensi panas OSP.

1. Kromatografi gas-analisis spektrometri massa

Piring tembaga sing diuji dilapisi karo: a) film HTOSP anyar; b) film OSP standar industri; lan c) film OSP industri liyane. Scrape babagan 0.74-0.79 mg film OSP saka piring tembaga. Iki piring tembaga ditutupi lan conto scraped wis ora ngalami perawatan reflow sembarang. Eksperimen iki nggunakake instrumen H/P6890GC/MS, lan nggunakake jarum suntik tanpa jarum suntik. Jarum suntik tanpa jarum suntik bisa langsung nyerep conto padhet ing ruang sampel. Syringe tanpa syringe bisa nransfer sampel ing tabung kaca cilik menyang welingan kromatografi gas. Gas operator bisa terus-terusan nggawa senyawa organik molah malih menyang kolom kromatografi gas kanggo koleksi lan misahake. Selehake sampel ing cedhak ndhuwur kolom supaya desorpsi termal bisa diulang kanthi efektif. Sawise cukup sampel wis desorbed, kromatografi gas wiwit bisa. Ing eksperimen iki, kolom kromatografi gas RestekRT-1 (0.25mmid × 30m, ketebalan film 1.0μm). Program kenaikan suhu kolom kromatografi gas: Sawise dadi panas ing 35 ° C suwene 2 menit, suhu wiwit munggah nganti 325 ° C, lan tingkat pemanasan 15 ° C / min. Kondisi desorpsi termal yaiku: sawise digawe panas ing 250 ° C suwene 2 menit. Rasio massa / muatan saka senyawa organik molah malih sing dipisahake dideteksi dening spektrometri massa ing kisaran 10-700dalton. Wektu retensi kabeh molekul organik cilik uga dicathet.

2. Analisis Termogravimetri (TGA)

Kajaba iku, film HTOSP anyar, film OSP standar industri, lan film OSP industri liyane dilapisi ing conto. Kira-kira 17.0 mg film OSP dikerok saka piring tembaga minangka sampel uji materi. Sadurunge tes TGA, sampel utawa film ora bisa ngalami perawatan reflow tanpa timbal. Gunakake TA Instruments ‘2950TA kanggo nindakake test TGA ing pangayoman nitrogen. Suhu kerja disimpen ing suhu kamar suwene 15 menit, banjur tambah nganti 700 ° C kanthi kecepatan 10 ° C / menit.

3. Spektroskopi fotoelektron (XPS)

Photoelectron Spectroscopy (XPS), uga dikenal minangka Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), minangka metode analisis permukaan kimia. XPS bisa ngukur komposisi kimia 10nm saka permukaan lapisan. Lambang film HTOSP lan film OSP standar industri ing piring tembaga, banjur pindhah liwat 5 reflows timbal-free. XPS digunakake kanggo nganalisa film HTOSP sadurunge lan sawise perawatan reflow. Film OSP standar industri sawise 5 reflow bebas timbal uga dianalisis dening XPS. Instrumen sing digunakake yaiku VGESCALABMarkII.

4. Liwat test solderability bolongan

Nggunakake papan uji solderability (STVs) kanggo testing solderability liwat-bolongan. Ana total 10 papan uji solderabilitas susunan STV (saben larik duwe 4 STV) dilapisi karo ketebalan film kira-kira 0.35μm, sing 5 susunan STV dilapisi film HTOSP, lan 5 susunan STV liyane dilapisi standar industri. film OSP. Banjur, STV sing dilapisi ngalami serangkaian perawatan reflow tanpa timbal kanthi suhu dhuwur ing oven reflow tempel solder. Saben kondisi test kalebu 0, 1, 3, 5 utawa 7 reflows consecutive. Ana 4 STV kanggo saben jinis film kanggo saben kondisi test reflow. Sawise proses reflow, kabeh STV diproses kanggo suhu dhuwur lan solder gelombang tanpa timbal. Solderability liwat bolongan bisa ditemtokake kanthi mriksa saben STV lan ngitung jumlah bolongan sing diisi kanthi bener. Kriteria acceptance kanggo liwat bolongan iku solder kapenuhan kudu kapenuhan ndhuwur bolongan liwat plated utawa pojok ndhuwur liwat bolongan.