ലീഡ്-ഫ്രീ പ്രക്രിയയിൽ OSP ഫിലിമിന്റെ പ്രകടനവും സ്വഭാവവും പിസിബി കോപ്പി ബോർഡ്

ഒഎസ്പി (ഓർഗാനിക് സോൾഡറബിൾ പ്രൊട്ടക്റ്റീവ് ഫിലിം) അതിന്റെ മികച്ച സോൾഡറബിളിറ്റി, ലളിതമായ പ്രക്രിയ, കുറഞ്ഞ ചെലവ് എന്നിവ കാരണം മികച്ച ഉപരിതല സംസ്കരണ പ്രക്രിയയായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.

ഈ പേപ്പറിൽ, പുതിയ തലമുറയിലെ ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന OSP ഫിലിമുകളുടെ ചൂട് പ്രതിരോധ സവിശേഷതകൾ വിശകലനം ചെയ്യാൻ തെർമൽ ഡിസോർപ്ഷൻ-ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രഫി-മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (TD-GC-MS), തെർമോഗ്രാവിമെട്രിക് അനാലിസിസ് (TGA), ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (XPS) എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രഫി സോൾഡറബിളിറ്റിയെ ബാധിക്കുന്ന ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന OSP ഫിലിമിലെ (HTOSP) ചെറിയ തന്മാത്രാ ഓർഗാനിക് ഘടകങ്ങളെ പരിശോധിക്കുന്നു. അതേ സമയം, ഉയർന്ന താപനിലയെ പ്രതിരോധിക്കുന്ന ഒഎസ്പി ഫിലിമിലെ ആൽക്കൈൽബെൻസിമിഡാസോൾ-എച്ച്ടിക്ക് വളരെ കുറച്ച് അസ്ഥിരതയുണ്ടെന്ന് ഇത് കാണിക്കുന്നു. നിലവിലെ ഇൻഡസ്ട്രി സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഒഎസ്പി ഫിലിമിനേക്കാൾ ഉയർന്ന ഡിഗ്രേഡേഷൻ താപനിലയാണ് HTOSP ഫിലിമിനുള്ളതെന്ന് TGA ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള OSP യുടെ 5 ലെഡ്-ഫ്രീ റീഫ്ലോകൾക്ക് ശേഷം, ഓക്സിജന്റെ അളവ് ഏകദേശം 1% വർദ്ധിച്ചതായി XPS ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നു. മുകളിൽ പറഞ്ഞ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ വ്യാവസായിക ലെഡ്-ഫ്രീ സോൾഡറബിലിറ്റിയുടെ ആവശ്യകതകളുമായി നേരിട്ട് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഒഎസ്പി ഫിലിം നിരവധി വർഷങ്ങളായി സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചെമ്പ്, സിങ്ക് തുടങ്ങിയ ട്രാൻസിഷൻ ലോഹ മൂലകങ്ങളുമായുള്ള അസോൾ സംയുക്തങ്ങളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്താൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന ഒരു ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് പോളിമർ ഫിലിമാണ് ഇത്. പല പഠനങ്ങളും [1,2,3] ലോഹ പ്രതലങ്ങളിൽ അസോൾ സംയുക്തങ്ങളുടെ നാശത്തെ തടയുന്ന സംവിധാനം വെളിപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. GPBrown [3] ബെൻസിമിഡാസോൾ, കോപ്പർ (II), സിങ്ക് (II), ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് പോളിമറുകളുടെ മറ്റ് പരിവർത്തന ലോഹ ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ വിജയകരമായി സമന്വയിപ്പിച്ചു, കൂടാതെ TGA സ്വഭാവത്തിലൂടെ പോളിയുടെ (ബെൻസിമിഡാസോൾ-സിങ്ക്) മികച്ച ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം വിവരിച്ചു. GPBrown-ന്റെ TGA ഡാറ്റ കാണിക്കുന്നത് പോളിയുടെ (ബെൻസിമിഡാസോൾ-സിങ്ക്) ഡീഗ്രേഡേഷൻ താപനില വായുവിൽ 400°C വരെയും നൈട്രജൻ അന്തരീക്ഷത്തിൽ 500°C വരെയും ഉയർന്നതാണ്, അതേസമയം പോളിയുടെ (ബെൻസിമിഡാസോൾ-കോപ്പർ) ഡീഗ്രേഡേഷൻ താപനില 250°C മാത്രമാണ്. . അടുത്തിടെ വികസിപ്പിച്ച പുതിയ HTOSP ഫിലിം പോളിയുടെ (ബെൻസിമിഡാസോൾ-സിങ്ക്) രാസ ഗുണങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, അത് മികച്ച താപ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതാണ്.

ഒഎസ്പി ഫിലിമിൽ പ്രധാനമായും ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് പോളിമറുകളും ഫാറ്റി ആസിഡുകളും അസോൾ സംയുക്തങ്ങളും പോലുള്ള ഡിപ്പോസിഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുന്ന ചെറിയ ഓർഗാനിക് തന്മാത്രകളും ചേർന്നതാണ്. ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് പോളിമറുകൾ ആവശ്യമായ നാശന പ്രതിരോധം, ചെമ്പ് ഉപരിതല അഡീഷൻ, OSP യുടെ ഉപരിതല കാഠിന്യം എന്നിവ നൽകുന്നു. ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് പോളിമറിന്റെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ താപനില ലെഡ്-ഫ്രീ സോൾഡറിന്റെ ദ്രവണാങ്കത്തേക്കാൾ ഉയർന്നതായിരിക്കണം. അല്ലെങ്കിൽ, ഒരു ലീഡ്-ഫ്രീ പ്രോസസ് ഉപയോഗിച്ച് OSP ഫിലിം ഡീഗ്രേഡ് ചെയ്യും. OSP ഫിലിമിന്റെ ഡീഗ്രേഡേഷൻ താപനില പ്രധാനമായും ഓർഗാനോമെറ്റാലിക് പോളിമറിന്റെ താപ പ്രതിരോധത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ബെൻസിമിഡാസോൾ, ഫെനിലിമിഡാസോൾ തുടങ്ങിയ അസോൾ സംയുക്തങ്ങളുടെ അസ്ഥിരതയാണ് ചെമ്പിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധത്തെ ബാധിക്കുന്ന മറ്റൊരു പ്രധാന ഘടകം. ഒഎസ്പി ഫിലിമിന്റെ ചെറിയ തന്മാത്രകൾ ലീഡ്-ഫ്രീ റിഫ്ലോ പ്രക്രിയയിൽ ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടും, ഇത് ചെമ്പിന്റെ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധത്തെ ബാധിക്കും. OSP-യുടെ താപ പ്രതിരോധം ശാസ്ത്രീയമായി വിശദീകരിക്കാൻ ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രഫി-മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (GC-MS), തെർമോഗ്രാവിമെട്രിക് അനാലിസിസ് (TGA), ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (XPS) എന്നിവ ഉപയോഗിക്കാം.

1. ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രഫി-മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി വിശകലനം

പരീക്ഷിച്ച ചെമ്പ് പ്ലേറ്റുകൾ പൂശിയതാണ്: a) ഒരു പുതിയ HTOSP ഫിലിം; b) ഒരു വ്യവസായ നിലവാരമുള്ള OSP ഫിലിം; കൂടാതെ സി) മറ്റൊരു വ്യാവസായിക OSP ഫിലിം. കോപ്പർ പ്ലേറ്റിൽ നിന്ന് ഏകദേശം 0.74-0.79 മില്ലിഗ്രാം OSP ഫിലിം ചുരണ്ടുക. ഈ പൊതിഞ്ഞ കോപ്പർ പ്ലേറ്റുകളും ചുരണ്ടിയ സാമ്പിളുകളും റിഫ്ലോ ട്രീറ്റ്‌മെന്റിന് വിധേയമായിട്ടില്ല. ഈ പരീക്ഷണം H/P6890GC/MS ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ സിറിഞ്ചില്ലാതെ സിറിഞ്ച് ഉപയോഗിക്കുന്നു. സിറിഞ്ച് രഹിത സിറിഞ്ചുകൾക്ക് സാമ്പിൾ ചേമ്പറിലെ ഖര സാമ്പിളുകൾ നേരിട്ട് നശിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. സിറിഞ്ചില്ലാത്ത സിറിഞ്ചിന് ചെറിയ ഗ്ലാസ് ട്യൂബിലെ സാമ്പിൾ ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫിന്റെ ഇൻലെറ്റിലേക്ക് മാറ്റാൻ കഴിയും. കാരിയർ വാതകത്തിന് തുടർച്ചയായി അസ്ഥിരമായ ഓർഗാനിക് സംയുക്തങ്ങളെ ശേഖരണത്തിനും വേർതിരിക്കലിനും വേണ്ടി ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫ് കോളത്തിലേക്ക് കൊണ്ടുവരാൻ കഴിയും. താപ ശോഷണം ഫലപ്രദമായി ആവർത്തിക്കാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിൽ നിരയുടെ മുകളിൽ സാമ്പിൾ സ്ഥാപിക്കുക. മതിയായ സാമ്പിളുകൾ നിർജ്ജലീകരിച്ചതിന് ശേഷം, ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രഫി പ്രവർത്തിക്കാൻ തുടങ്ങി. ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ, ഒരു RestekRT-1 (0.25mmid×30m, ഫിലിം കനം 1.0μm) ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി കോളം ഉപയോഗിച്ചു. ഗ്യാസ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി കോളത്തിന്റെ താപനില വർദ്ധനവ് പ്രോഗ്രാം: 35 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 2 മിനിറ്റ് ചൂടാക്കിയ ശേഷം, താപനില 325 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി ഉയരാൻ തുടങ്ങുന്നു, ചൂടാക്കൽ നിരക്ക് 15 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് / മിനിറ്റ് ആണ്. താപ ഡിസോർപ്ഷൻ അവസ്ഥകൾ ഇവയാണ്: 250 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 2 മിനിറ്റ് ചൂടാക്കിയ ശേഷം. 10-700ഡാൽട്ടൺ പരിധിയിലുള്ള മാസ് സ്പെക്‌ട്രോമെട്രി വഴി വേർതിരിച്ച അസ്ഥിര ജൈവ സംയുക്തങ്ങളുടെ പിണ്ഡം/ചാർജ് അനുപാതം കണ്ടെത്തുന്നു. എല്ലാ ചെറിയ ഓർഗാനിക് തന്മാത്രകളുടെയും നിലനിർത്തൽ സമയവും രേഖപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

2. തെർമോഗ്രാവിമെട്രിക് വിശകലനം (TGA)

അതുപോലെ, ഒരു പുതിയ HTOSP ഫിലിം, ഒരു ഇൻഡസ്ട്രി സ്റ്റാൻഡേർഡ് OSP ഫിലിം, മറ്റൊരു വ്യാവസായിക OSP ഫിലിം എന്നിവ സാമ്പിളുകളിൽ പൂശിയിരിക്കുന്നു. മെറ്റീരിയൽ ടെസ്റ്റ് സാമ്പിളായി ഏകദേശം 17.0 മില്ലിഗ്രാം OSP ഫിലിം കോപ്പർ പ്ലേറ്റിൽ നിന്ന് സ്ക്രാപ്പ് ചെയ്തു. ടിജിഎ ടെസ്റ്റിന് മുമ്പ്, സാമ്പിളിനോ ഫിലിമിനോ ലെഡ്-ഫ്രീ റിഫ്ലോ ചികിത്സയ്ക്ക് വിധേയമാകാൻ കഴിയില്ല. നൈട്രജൻ സംരക്ഷണത്തിന് കീഴിൽ TGA ടെസ്റ്റ് നടത്താൻ TA ഉപകരണങ്ങളുടെ 2950TA ഉപയോഗിക്കുക. പ്രവർത്തന ഊഷ്മാവ് 15 മിനുട്ട് ഊഷ്മാവിൽ സൂക്ഷിച്ചു, തുടർന്ന് 700 ° C / മിനിറ്റ് എന്ന നിരക്കിൽ 10 ° C ആയി ഉയർത്തി.

3. ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (XPS)

കെമിക്കൽ അനാലിസിസ് ഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (ഇഎസ്സിഎ) എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ഫോട്ടോഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി (എക്സ്പിഎസ്) ഒരു രാസ ഉപരിതല വിശകലന രീതിയാണ്. XPS-ന് കോട്ടിംഗ് പ്രതലത്തിന്റെ 10nm രാസഘടന അളക്കാൻ കഴിയും. HTOSP ഫിലിമും ഇൻഡസ്ട്രി സ്റ്റാൻഡേർഡ് OSP ഫിലിമും കോപ്പർ പ്ലേറ്റിൽ പൂശുക, തുടർന്ന് 5 ലെഡ്-ഫ്രീ റീഫ്ലോകളിലൂടെ പോകുക. റിഫ്ലോ ചികിത്സയ്ക്ക് മുമ്പും ശേഷവും HTOSP ഫിലിം വിശകലനം ചെയ്യാൻ XPS ഉപയോഗിച്ചു. 5 ലെഡ്-ഫ്രീ റിഫ്ലോയ്‌ക്ക് ശേഷമുള്ള ഇൻഡസ്ട്രി-സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഒഎസ്‌പി ഫിലിമും എക്‌സ്‌പിഎസ് വിശകലനം ചെയ്തു. ഉപയോഗിച്ച ഉപകരണം VGESCALABMarkII ആയിരുന്നു.

4. ഹോൾ സോൾഡറബിലിറ്റി ടെസ്റ്റിലൂടെ

ത്രൂ-ഹോൾ സോൾഡറബിലിറ്റി ടെസ്റ്റിംഗിനായി സോൾഡറബിലിറ്റി ടെസ്റ്റ് ബോർഡുകൾ (എസ്ടിവികൾ) ഉപയോഗിക്കുന്നു. മൊത്തം 10 സോൾഡറബിലിറ്റി ടെസ്റ്റ് ബോർഡ് എസ്ടിവി അറേകൾ (ഓരോ അറേയിലും 4 എസ്ടിവികൾ ഉണ്ട്) ഏകദേശം 0.35μm ഫിലിം കനം കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്, അതിൽ 5 എസ്ടിവി അറേകൾ HTOSP ഫിലിം കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞതാണ്, മറ്റ് 5 എസ്ടിവി അറേകൾ വ്യവസായ നിലവാരം പൂശിയിരിക്കുന്നു. OSP ഫിലിം. തുടർന്ന്, പൊതിഞ്ഞ എസ്ടിവികൾ സോൾഡർ പേസ്റ്റ് റിഫ്ലോ ഓവനിൽ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള, ലെഡ്-ഫ്രീ റിഫ്ലോ ട്രീറ്റ്‌മെന്റുകൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു. ഓരോ ടെസ്റ്റ് വ്യവസ്ഥയിലും 0, 1, 3, 5 അല്ലെങ്കിൽ 7 തുടർച്ചയായ റീഫ്ലോകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. ഓരോ റിഫ്ലോ ടെസ്റ്റ് അവസ്ഥയ്ക്കും ഓരോ തരം ഫിലിമിനും 4 എസ്ടിവികൾ ഉണ്ട്. റിഫ്ലോ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ശേഷം, എല്ലാ എസ്ടിവികളും ഉയർന്ന താപനിലയ്ക്കും ലെഡ്-ഫ്രീ വേവ് സോൾഡറിങ്ങിനുമായി പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു. ഓരോ എസ്ടിവിയും പരിശോധിച്ച് ശരിയായി പൂരിപ്പിച്ച ത്രൂ-ഹോളുകളുടെ എണ്ണം കണക്കാക്കുന്നതിലൂടെ ത്രൂ-ഹോൾ സോൾഡറബിളിറ്റി നിർണ്ണയിക്കാനാകും. ദ്വാരങ്ങൾ വഴിയുള്ള സ്വീകാര്യത മാനദണ്ഡം, പൂരിപ്പിച്ച സോൾഡർ ദ്വാരത്തിലൂടെയോ ദ്വാരത്തിന്റെ മുകളിലെ അരികിലൂടെയോ പൂശിയതിന്റെ മുകളിലേക്ക് നിറയ്ക്കണം എന്നതാണ്.