Prestasi dan Perwatakan Filem OSP dalam Proses Tanpa Plumbum BPA Papan Salin

OSP (Organic Solderable Protective Film) dianggap sebagai proses rawatan permukaan terbaik kerana kebolehpaterian yang sangat baik, proses yang mudah dan kos yang rendah.

Dalam makalah ini, spektrometri jisim desorpsi-gas kromatografi-spektrometri (TD-GC-MS), analisis termogravimetrik (TGA) dan spektroskopi fotoelektron (XPS) digunakan untuk menganalisis ciri rintangan haba generasi baharu filem OSP tahan suhu tinggi. Kromatografi gas menguji komponen organik molekul kecil dalam filem OSP tahan suhu tinggi (HTOSP) yang menjejaskan kebolehmaterian. Pada masa yang sama, ia menunjukkan bahawa alkilbenzimidazole-HT dalam filem OSP tahan suhu tinggi mempunyai turun naik yang sangat sedikit. Data TGA menunjukkan bahawa filem HTOSP mempunyai suhu degradasi yang lebih tinggi daripada filem OSP standard industri semasa. Data XPS menunjukkan bahawa selepas 5 aliran semula bebas plumbum OSP suhu tinggi, kandungan oksigen hanya meningkat kira-kira 1%. Penambahbaikan di atas secara langsung berkaitan dengan keperluan pematerian bebas plumbum industri.

Filem OSP telah digunakan dalam papan litar selama bertahun-tahun. Ia adalah filem polimer organologam yang dibentuk oleh tindak balas sebatian azole dengan unsur logam peralihan, seperti kuprum dan zink. Banyak kajian [1,2,3] telah mendedahkan mekanisme perencatan kakisan sebatian azole pada permukaan logam. GPBrown [3] berjaya mensintesis benzimidazole, kuprum (II), zink (II) dan unsur logam peralihan lain bagi polimer organologam, dan menggambarkan rintangan suhu tinggi yang sangat baik bagi poli(benzimidazole-zink) melalui ciri TGA. Data TGA GPBrown menunjukkan bahawa suhu degradasi poli(benzimidazole-zink) adalah setinggi 400°C di udara dan 500°C dalam suasana nitrogen, manakala suhu degradasi poli(benzimidazole-kuprum) hanya 250°C . Filem HTOSP baharu yang dibangunkan baru-baru ini adalah berdasarkan sifat kimia poli(benzimidazole-zink), yang mempunyai rintangan haba terbaik.

Filem OSP terutamanya terdiri daripada polimer organologam dan molekul organik kecil yang terperangkap semasa proses pemendapan, seperti asid lemak dan sebatian azol. Polimer organologam menyediakan rintangan kakisan yang diperlukan, lekatan permukaan tembaga, dan kekerasan permukaan OSP. Suhu degradasi polimer organologam mestilah lebih tinggi daripada takat lebur pateri bebas plumbum untuk menahan proses bebas plumbum. Jika tidak, filem OSP akan merosot selepas diproses oleh proses tanpa plumbum. Suhu degradasi filem OSP sebahagian besarnya bergantung pada rintangan haba polimer organologam. Satu lagi faktor penting yang mempengaruhi rintangan pengoksidaan kuprum ialah kemeruapan sebatian azole, seperti benzimidazole dan phenylimidazole. Molekul kecil filem OSP akan menyejat semasa proses pengaliran semula tanpa plumbum, yang akan menjejaskan rintangan pengoksidaan kuprum. Kromatografi gas-spektrometri jisim (GC-MS), analisis termogravimetrik (TGA) dan spektroskopi fotoelektron (XPS) boleh digunakan untuk menerangkan secara saintifik rintangan haba OSP.

1. Kromatografi gas-analisis spektrometri jisim

Plat kuprum yang diuji disalut dengan: a) filem HTOSP baharu; b) filem OSP standard industri; dan c) satu lagi filem OSP perindustrian. Kikis kira-kira 0.74-0.79 mg filem OSP daripada plat kuprum. Plat kuprum bersalut dan sampel yang dikikis ini tidak menjalani sebarang rawatan pengaliran semula. Eksperimen ini menggunakan instrumen H/P6890GC/MS, dan menggunakan picagari tanpa picagari. Picagari bebas picagari boleh menyahserap secara langsung sampel pepejal dalam ruang sampel. Picagari tanpa picagari boleh memindahkan sampel dalam tiub kaca kecil ke salur masuk kromatografi gas. Gas pembawa boleh terus membawa sebatian organik meruap ke lajur kromatografi gas untuk pengumpulan dan pengasingan. Letakkan sampel dekat dengan bahagian atas lajur supaya penyahjerapan haba dapat diulang dengan berkesan. Selepas sampel yang mencukupi dinyahserap, kromatografi gas mula berfungsi. Dalam eksperimen ini, lajur kromatografi gas RestekRT-1 (0.25mmid×30m, ketebalan filem 1.0μm) telah digunakan. Program kenaikan suhu lajur kromatografi gas: Selepas dipanaskan pada 35°C selama 2 minit, suhu mula meningkat kepada 325°C, dan kadar pemanasan ialah 15°C/min. Keadaan desorpsi terma ialah: selepas dipanaskan pada 250°C selama 2 minit. Nisbah jisim/cas bagi sebatian organik meruap yang dipisahkan dikesan oleh spektrometri jisim dalam julat 10-700dalton. Masa pengekalan semua molekul organik kecil juga direkodkan.

2. Analisis Termogravimetrik (TGA)

Begitu juga, filem HTOSP baharu, filem OSP standard industri dan satu lagi filem OSP industri disalut pada sampel. Kira-kira 17.0 mg filem OSP telah dikikis daripada plat kuprum sebagai sampel ujian bahan. Sebelum ujian TGA, baik sampel mahupun filem tidak boleh menjalani sebarang rawatan pengaliran semula tanpa plumbum. Gunakan TA Instruments’ 2950TA untuk melakukan ujian TGA di bawah perlindungan nitrogen. Suhu kerja disimpan pada suhu bilik selama 15 minit, dan kemudian dinaikkan kepada 700°C pada kadar 10°C/min.

3. Spektroskopi fotoelektron (XPS)

Spektroskopi Fotoelektron (XPS), juga dikenali sebagai Spektroskopi Elektron Analisis Kimia (ESCA), ialah kaedah analisis permukaan kimia. XPS boleh mengukur komposisi kimia 10nm permukaan salutan. Salutkan filem HTOSP dan filem OSP standard industri pada plat kuprum, dan kemudian melalui 5 aliran semula tanpa plumbum. XPS digunakan untuk menganalisis filem HTOSP sebelum dan selepas rawatan aliran semula. Filem OSP standard industri selepas 5 aliran semula bebas plumbum turut dianalisis oleh XPS. Instrumen yang digunakan ialah VGESCALABMarkII.

4. Melalui ujian kebolehmaterian lubang

Menggunakan papan ujian kebolehmaterian (STV) untuk ujian kebolehmaterian lubang melalui. Terdapat sejumlah 10 tatasusunan papan ujian kebolehmaterian STV (setiap tatasusunan mempunyai 4 STV) disalut dengan ketebalan filem kira-kira 0.35μm, yang mana 5 susunan STV disalut dengan filem HTOSP, dan 5 tatasusunan STV yang lain disalut dengan standard industri Filem OSP. Kemudian, STV bersalut menjalani satu siri rawatan pengaliran semula suhu tinggi tanpa plumbum dalam ketuhar aliran semula tampal pateri. Setiap keadaan ujian termasuk 0, 1, 3, 5 atau 7 aliran semula berturut-turut. Terdapat 4 STV untuk setiap jenis filem untuk setiap keadaan ujian aliran semula. Selepas proses pengaliran semula, semua STV diproses untuk pematerian gelombang suhu tinggi dan bebas plumbum. Kebolehpaterian lubang telus boleh ditentukan dengan memeriksa setiap STV dan mengira bilangan lubang telus yang diisi dengan betul. Kriteria penerimaan untuk lubang melalui adalah bahawa pateri yang diisi mesti diisi ke bahagian atas lubang melalui bersalut atau tepi atas lubang melalui.