OSP plėvelės veikimas ir apibūdinimas bešviniame PCB kopijavimo plokštės procese

OSP plėvelės veikimas ir apibūdinimas procese be švino PCB Kopijavimo lenta

OSP (Organic Solderable Protective Film) yra laikomas geriausiu paviršiaus apdorojimo procesu dėl savo puikaus litavimo, paprasto proceso ir mažos kainos.

Šiame darbe terminės desorbcijos-dujų chromatografijos-masių spektrometrijos (TD-GC-MS), termogravimetrinės analizės (TGA) ir fotoelektroninės spektroskopijos (XPS) analizės naudojamos naujos kartos aukštai temperatūrai atsparių OSP plėvelių atsparumo karščiui charakteristikos. Dujų chromatografija tikrina mažų molekulių organinius komponentus aukštai temperatūrai atsparioje OSP plėvelėje (HTOSP), turinčius įtakos litavimui. Tuo pačiu metu tai rodo, kad alkilbenzimidazolas-HT aukštai temperatūrai atsparioje OSP plėvelėje yra labai mažai lakus. TGA duomenys rodo, kad HTOSP plėvelė turi aukštesnę skilimo temperatūrą nei dabartinė pramonės standartinė OSP plėvelė. XPS duomenys rodo, kad po 5 bešvinio aukštos temperatūros OSP pakartotinio srauto deguonies kiekis padidėjo tik apie 1%. Pirmiau minėti patobulinimai yra tiesiogiai susiję su pramoninio bešvinio litavimo reikalavimais.

ipcb

OSP plėvelė jau daugelį metų naudojama grandinių plokštėse. Tai organometalinė polimerinė plėvelė, susidaranti azolo junginiams reaguojant su pereinamojo metalo elementais, tokiais kaip varis ir cinkas. Daugelis tyrimų [1,2,3] atskleidė azolo junginių korozijos slopinimo mechanizmą ant metalinių paviršių. GPBrown [3] sėkmingai susintetino benzimidazolą, varį (II), cinką (II) ir kitus pereinamojo metalo elementus iš organometalinių polimerų ir apibūdino puikų poli(benzimidazolo-cinko) atsparumą aukštai temperatūrai per TGA charakteristiką. GPBrown TGA duomenys rodo, kad poli(benzimidazolo-cinko) skilimo temperatūra yra net 400 °C ore ir 500 °C azoto atmosferoje, o poli(benzimidazolo-vario) skilimo temperatūra yra tik 250 °C. . Neseniai sukurta nauja HTOSP plėvelė yra paremta geriausiu karščiui atsparaus poli(benzimidazolo-cinko) cheminėmis savybėmis.

OSP plėvelė daugiausia sudaryta iš organometalinių polimerų ir mažų organinių molekulių, patenkančių į nusodinimo procesą, tokių kaip riebalų rūgštys ir azolo junginiai. Organometaliniai polimerai užtikrina reikiamą OSP atsparumą korozijai, vario paviršiaus sukibimą ir paviršiaus kietumą. Metalo organinio polimero skilimo temperatūra turi būti aukštesnė už bešvinio lydmetalio lydymosi temperatūrą, kad atlaikytų bešvinį procesą. Priešingu atveju OSP plėvelė suyra po apdorojimo bešviniu procesu. OSP plėvelės skilimo temperatūra labai priklauso nuo organometalinio polimero atsparumo karščiui. Kitas svarbus veiksnys, turintis įtakos vario atsparumui oksidacijai, yra azolo junginių, tokių kaip benzimidazolas ir fenilimidazolas, lakumas. Mažos OSP plėvelės molekulės išgaruos perpylimo be švino proceso metu, o tai turės įtakos vario atsparumui oksidacijai. Dujų chromatografija-masių spektrometrija (GC-MS), termogravimetrinė analizė (TGA) ir fotoelektroninė spektroskopija (XPS) gali būti naudojami moksliškai paaiškinti OSP atsparumą karščiui.

1. Dujų chromatografinė-masių spektrometrinė analizė

Išbandytos varinės plokštės buvo padengtos: a) nauja HTOSP plėvele; b) pramonės standarto OSP plėvelė; ir c) kitą pramoninę OSP plėvelę. Nuo varinės plokštės nubraukite apie 0.74–0.79 mg OSP plėvelės. Šios dengtos vario plokštės ir nubraukti pavyzdžiai nebuvo apdoroti pakartotinai. Šiame eksperimente naudojamas H/P6890GC/MS instrumentas ir švirkštas be švirkšto. Švirkštai be švirkštų gali tiesiogiai desorbuoti kietus mėginius mėginio kameroje. Švirkštas be švirkšto gali perkelti mėginį mažame stikliniame vamzdelyje į dujų chromatografo įleidimo angą. Nešančiosios dujos gali nuolat tiekti lakiuosius organinius junginius į dujų chromatografo kolonėlę surinkti ir atskirti. Padėkite mėginį arti kolonėlės viršaus, kad būtų galima veiksmingai pakartoti terminę desorbciją. Kai buvo desorbuota pakankamai mėginių, dujų chromatografija pradėjo veikti. Šiame eksperimente buvo naudojama RestekRT-1 (0.25 mm x 30 m, plėvelės storis 1.0 μm) dujų chromatografijos kolonėlė. Dujų chromatografijos kolonėlės temperatūros kilimo programa: kaitinant 35°C temperatūroje 2 minutes, temperatūra pradeda kilti iki 325°C, o kaitinimo greitis 15°C/min. Terminės desorbcijos sąlygos yra tokios: po kaitinimo 250 minutes 2°C temperatūroje. Atskirtų lakiųjų organinių junginių masės ir krūvio santykis masės spektrometrija aptinkamas 10-700 daltonų diapazone. Taip pat registruojamas visų mažų organinių molekulių sulaikymo laikas.

2. Termogravimetrinė analizė (TGA)

Panašiai ant mėginių buvo padengta nauja HTOSP plėvelė, pramonės standartinė OSP plėvelė ir kita pramoninė OSP plėvelė. Apytiksliai 17.0 mg OSP plėvelės buvo nubraukta nuo varinės plokštės kaip medžiagos bandomasis pavyzdys. Prieš atliekant TGA testą, nei mėginys, nei plėvelė negali būti apdoroti be švino. Naudokite TA Instruments 2950TA, kad atliktumėte TGA testą esant apsaugai nuo azoto. Darbinė temperatūra buvo palaikoma kambario temperatūroje 15 minučių, o po to padidinama iki 700 ° C 10 ° C / min greičiu.

3. Fotoelektroninė spektroskopija (XPS)

Fotoelektronų spektroskopija (XPS), taip pat žinoma kaip cheminė analizė elektronų spektroskopija (ESCA), yra cheminės paviršiaus analizės metodas. XPS gali išmatuoti 10 nm dangos paviršiaus cheminę sudėtį. Padenkite HTOSP plėvelę ir pramonės standartinę OSP plėvelę ant varinės plokštės, tada atlikite 5 bešvinius pakartotinius srautus. XPS buvo naudojamas HTOSP plėvelės analizei prieš ir po pakartotinio srauto apdorojimo. Pramonės standartinė OSP plėvelė po 5 pakartotinio srauto be švino taip pat buvo analizuojama XPS. Naudotas instrumentas buvo VGESCALABMarkII.

4. Litavimo per skylę bandymas

Litavimo bandymo plokščių (STV) naudojimas kiaurymių litavimo bandymui. Iš viso yra 10 litavimo bandymo plokščių STV matricų (kiekvienoje matricoje yra 4 STV), padengtų maždaug 0.35 μm storio plėvele, iš kurių 5 STV matricos yra padengtos HTOSP plėvele, o kitos 5 STV matricos yra padengtos pramonės standartu. OSP filmas. Tada padengti STV lydmetalio pastos pakartotinio srauto krosnyje apdorojami aukštoje temperatūroje be švino. Kiekviena bandymo sąlyga apima 0, 1, 3, 5 arba 7 pakartotinius srautus iš eilės. Kiekvienam plėvelės tipui yra 4 STV kiekvienai pakartotinio srauto bandymo sąlygai. Po pakartotinio srauto proceso visi STV yra apdorojami aukštos temperatūros ir bešviniam banginiam litavimui. Lituojamumą per kiaurymę galima nustatyti apžiūrint kiekvieną STV ir apskaičiuojant teisingai užpildytų kiaurymių skaičių. Priėmimo kriterijus kiaurymėms yra tas, kad užpildytas lydmetalis turi būti užpildytas iki padengtos kiaurymės viršaus arba viršutinio kiaurymės krašto.