PCB көшірме тақтасының қорғасынсыз процесінде OSP фильмінің өнімділігі мен сипаттамасы

OSP фильмінің қорғасынсыз процесінде орындалуы және сипаттамасы ПХД Көшіру тақтасы

OSP (Organic Solderable Protective Film) тамаша дәнекерлеу қабілетіне, қарапайым процесске және төмен құнына байланысты бетті өңдеудің ең жақсы процесі болып саналады.

Бұл жұмыста термиялық десорбция-газ хроматографиясы-масс-спектрометрия (TD-GC-MS), термогравиметриялық талдау (TGA) және фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) жоғары температураға төзімді OSP пленкаларының жаңа буынының ыстыққа төзімділік сипаттамаларын талдау үшін қолданылады. Газ хроматографиясы дәнекерлеуге әсер ететін жоғары температураға төзімді OSP пленкасындағы (HTOSP) шағын молекулалық органикалық компоненттерді сынайды. Сонымен бірге ол жоғары температураға төзімді OSP қабықшасындағы алкилбензимидазол-НТ өте аз ұшқыштыққа ие екенін көрсетеді. TGA деректері HTOSP пленкасының ағымдағы салалық стандартты OSP пленкасынан жоғары деградация температурасы бар екенін көрсетеді. XPS деректері жоғары температурадағы OSP-нің қорғасынсыз 5 қайта ағынынан кейін оттегінің мөлшері шамамен 1%-ға ғана артқанын көрсетеді. Жоғарыда аталған жақсартулар өнеркәсіптік қорғасынсыз дәнекерлеудің талаптарына тікелей байланысты.

ipcb

OSP пленкасы көптеген жылдар бойы схемалық платаларда қолданылған. Бұл азолды қосылыстардың мыс және мырыш сияқты өтпелі металл элементтерімен әрекеттесуі нәтижесінде түзілетін металлорганикалық полимерлі қабық. Көптеген зерттеулер [1,2,3] металл беттеріндегі азолды қосылыстардың коррозиясын тежеу ​​механизмін ашты. GPBrown [3] бензимидазол, мыс (II), мырыш (II) және басқа металлорганикалық полимерлердің өтпелі металл элементтерін сәтті синтездеді және TGA сипаттамасы арқылы поли(бензимидазол-мырыш) жоғары температураға тамаша төзімділігін сипаттады. GPBrown’s TGA деректері поли(бензимидазол-мырыш) ыдырау температурасы ауада 400 ° C және азот атмосферасында 500 ° C дейін жоғары екенін көрсетеді, ал поли(бензимидазол-мыс) ыдырау температурасы тек 250 ° C құрайды. . Жақында әзірленген жаңа HTOSP пленкасы ең жақсы ыстыққа төзімділікке ие поли(бензимидазол-мырыш) химиялық қасиеттеріне негізделген.

OSP пленкасы негізінен май қышқылдары мен азол қосылыстары сияқты тұндыру процесі кезінде тартылған органометалл полимерлерінен және шағын органикалық молекулалардан тұрады. Металл органикалық полимерлер қажетті коррозияға төзімділікті, мыс бетінің адгезиясын және OSP бетінің қаттылығын қамтамасыз етеді. Қорғасынсыз процеске төтеп беру үшін металлорганикалық полимердің ыдырау температурасы қорғасынсыз дәнекерлеудің балқу температурасынан жоғары болуы керек. Әйтпесе, OSP пленкасы қорғасынсыз процесс арқылы өңделгеннен кейін нашарлайды. OSP қабықшасының ыдырау температурасы көп жағдайда металлорганикалық полимердің ыстыққа төзімділігіне байланысты. Мыстың тотығуға төзімділігіне әсер ететін тағы бір маңызды фактор – бензимидазол және фенилимидазол сияқты азолды қосылыстардың құбылмалылығы. OSP пленкасының шағын молекулалары қорғасынсыз қайта ағу процесі кезінде буланып, мыстың тотығуға төзімділігіне әсер етеді. Газ хроматографиясы-масса-спектрометрия (GC-MS), термогравиметриялық талдау (TGA) және фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) OSP ыстыққа төзімділігін ғылыми түсіндіру үшін пайдаланылуы мүмкін.

1. Газ хроматографиясы-масс-спектрометриялық талдау

Сыналған мыс пластиналары мыналармен қапталған: a) жаңа HTOSP пленкасы; b) салалық стандартты OSP пленкасы; және c) басқа өнеркәсіптік OSP фильмі. Мыс пластинасынан шамамен 0.74-0.79 мг OSP пленкасын сүртіңіз. Бұл қапталған мыс пластиналар мен қырылған үлгілер ешқандай қайта өңдеуден өткен жоқ. Бұл эксперимент H/P6890GC/MS құралын пайдаланады және шприцсіз шприцті пайдаланады. Шприцсіз шприцтер үлгі камерасындағы қатты үлгілерді тікелей десорбциялай алады. Шприцсіз шприц кішкене шыны түтіктегі үлгіні газ хроматографының кірісіне өткізе алады. Тасымалдаушы газ ұшқыш органикалық қосылыстарды жинау және бөлу үшін газ хроматографының колоннасына үздіксіз әкеле алады. Термиялық десорбция тиімді қайталануы үшін үлгіні бағананың жоғарғы жағына жақын орналастырыңыз. Жеткілікті үлгілер десорбцияланғаннан кейін газ хроматографиясы жұмыс істей бастады. Бұл тәжірибеде RestekRT-1 (0.25мммид×30м, пленка қалыңдығы 1.0мкм) газ хроматографиялық колонкасы пайдаланылды. Газ хроматографиясының колоннасының температураны көтеру бағдарламасы: 35°С-та 2 минут қыздырғаннан кейін температура 325°С-қа дейін көтеріле бастайды, ал қыздыру жылдамдығы 15°С/мин. Термиялық десорбция шарттары: 250°С 2 минут қыздырғаннан кейін. Бөлінген ұшпа органикалық қосылыстардың масса/заряд қатынасы 10-700далтон диапазонында масс-спектрометрия арқылы анықталады. Барлық ұсақ органикалық молекулалардың ұсталу уақыты да жазылады.

2. Термогравиметриялық талдау (TGA)

Сол сияқты үлгілерге жаңа HTOSP пленкасы, салалық стандартты OSP пленкасы және басқа өнеркәсіптік OSP пленкасы қапталды. Материалды сынау үлгісі ретінде мыс пластинасынан шамамен 17.0 мг OSP пленкасы сыдырылды. TGA сынағы алдында үлгі де, пленка да қорғасынсыз қайта өңдеуден өте алмайды. Азотты қорғау жағдайында TGA сынағын орындау үшін TA Instruments ‘2950TA пайдаланыңыз. Жұмыс температурасы 15 минут бойы бөлме температурасында ұсталды, содан кейін 700 ° C/мин жылдамдықпен 10 ° C дейін көтерілді.

3. Фотоэлектрондық спектроскопия (XPS)

Фотоэлектрондық спектроскопия (XPS), сондай-ақ химиялық талдау электронды спектроскопиясы (ESCA) ретінде белгілі, химиялық бетті талдау әдісі болып табылады. XPS жабын бетінің 10 нм химиялық құрамын өлшей алады. HTOSP пленкасын және өнеркәсіптік стандартты OSP пленкасын мыс пластинаға жағыңыз, содан кейін қорғасынсыз 5 қайта ағынды өткізіңіз. XPS қайта өңдеуден бұрын және кейін HTOSP фильмін талдау үшін пайдаланылды. 5 қорғасынсыз қайта ағыннан кейін салалық стандартты OSP пленкасы да XPS арқылы талданды. Қолданылған құрал VGESCALABMarkII болды.

4. Тесік арқылы дәнекерлеу қабілетін тексеру

Тесік арқылы дәнекерлеу қабілетін сынау үшін дәнекерлеу қабілетін тексеру тақталарын (STV) пайдалану. Пленка қалыңдығы шамамен 10 мкм қапталған STV массивтері (әр массивте 4 СТВ бар) барлығы 0.35 дәнекерлеуге арналған сынақ тақтасы бар, оның ішінде 5 STV массиві HTOSP пленкасымен қапталған, ал қалған 5 STV массиві салалық стандартпен қапталған. OSP фильмі. Содан кейін, қапталған СТВ-лар дәнекерленген пастаны қайта ағызатын пеште жоғары температурада қорғасынсыз қайта ағынды өңдеулерден өтеді. Әрбір сынақ шарты 0, 1, 3, 5 немесе 7 рет қайталауды қамтиды. Әрбір қайта ағынды сынақ шарты үшін пленканың әрбір түрі үшін 4 STV бар. Қайта ағызудан кейін барлық STV жоғары температурада және қорғасынсыз толқынды дәнекерлеу үшін өңделеді. Тесік арқылы дәнекерлеу мүмкіндігін әрбір СТВ-ны тексеру және дұрыс толтырылған саңылаулардың санын есептеу арқылы анықтауға болады. Тесіктерді қабылдау критерийі толтырылған дәнекерлеуді жалатылған тесіктің жоғарғы жағына немесе өтетін тесіктің жоғарғы жиегіне дейін толтыру керек.