Prestazzjoni u Karatterizzazzjoni ta ‘OSP Film fil-Proċess Bla Ċomb ta’ PCB Bord tal-Kopja

OSP (Organic Solderable Protective Film) huwa meqjus bħala l-aħjar proċess ta ‘trattament tal-wiċċ minħabba l-issaldjar eċċellenti tiegħu, proċess sempliċi u prezz baxx.

F’dan id-dokument, desorbiment termali-kromatografija tal-gass-spettrometrija tal-massa (TD-GC-MS), analiżi termogravimetrika (TGA) u spettroskopija fotoelettronika (XPS) jintużaw biex janalizzaw il-karatteristiċi tar-reżistenza tas-sħana ta ‘ġenerazzjoni ġdida ta’ films OSP reżistenti għal temperatura għolja. Il-kromatografija tal-gass tittestja l-komponenti organiċi molekulari żgħar fil-film OSP reżistenti għal temperatura għolja (HTOSP) li jaffettwaw is-saldabbiltà. Fl-istess ħin, juri li l-alkylbenzimidazole-HT fil-film OSP reżistenti għal temperatura għolja għandu volatilità żgħira ħafna. Id-dejta TGA turi li l-film HTOSP għandu temperatura ta ‘degradazzjoni ogħla mill-film OSP standard tal-industrija attwali. Id-dejta XPS turi li wara 5 reflows mingħajr ċomb ta ‘OSP b’temperatura għolja, il-kontenut ta’ ossiġnu żdied biss b’madwar 1%. It-titjib ta ‘hawn fuq huwa direttament relatat mar-rekwiżiti ta’ issaldjar industrijali mingħajr ċomb.

Il-film OSP intuża fil-bordijiet taċ-ċirkwiti għal ħafna snin. Huwa film polimeru organometalliku ffurmat mir-reazzjoni ta ‘komposti azole b’elementi tal-metall ta’ transizzjoni, bħar-ram u żingu. Bosta studji [1,2,3] wrew il-mekkaniżmu ta ‘inibizzjoni tal-korrużjoni ta’ komposti azole fuq uċuħ tal-metall. GPBrown [3] sintetizzat b’suċċess benzimidazole, ram (II), żingu (II) u elementi oħra tal-metall ta ‘transizzjoni ta’ polimeri organometalliċi, u ddeskriva r-reżistenza eċċellenti ta ‘temperatura għolja ta’ poly(benzimidazole-zinc) permezz tal-karatteristika TGA. Id-dejta TGA ta ‘GPBrown turi li t-temperatura tad-degradazzjoni tal-poly(benzimidazole-zinc) hija għolja daqs 400°C fl-arja u 500°C f’atmosfera ta’ nitroġenu, filwaqt li t-temperatura tad-degradazzjoni tal-poly(benzimidazole-copper) hija biss 250°C . Il-film HTOSP ġdid żviluppat reċentement huwa bbażat fuq il-proprjetajiet kimiċi tal-poly(benzimidazole-zinc), li għandu l-aħjar reżistenza għas-sħana.

Il-film OSP huwa magħmul prinċipalment minn polimeri organometalliċi u molekuli organiċi żgħar imdaħħla matul il-proċess ta ‘depożizzjoni, bħal aċidi grassi u komposti azole. Il-polimeri organometalliċi jipprovdu r-reżistenza għall-korrużjoni meħtieġa, l-adeżjoni tal-wiċċ tar-ram, u l-ebusija tal-wiċċ ta ‘OSP. It-temperatura tad-degradazzjoni tal-polimeru organometalliku għandha tkun ogħla mill-punt tat-tidwib tal-istann mingħajr ċomb biex jiflaħ il-proċess mingħajr ċomb. Inkella, il-film OSP jiddegrada wara li jiġi pproċessat minn proċess mingħajr ċomb. It-temperatura tad-degradazzjoni tal-film OSP tiddependi ħafna fuq ir-reżistenza tas-sħana tal-polimeru organometalliku. Fattur importanti ieħor li jaffettwa r-reżistenza għall-ossidazzjoni tar-ram huwa l-volatilità ta ‘komposti azole, bħal benzimidazole u phenylimidazole. Il-molekuli żgħar tal-film OSP se jevaporaw matul il-proċess ta ‘reflow mingħajr ċomb, li jaffettwa r-reżistenza għall-ossidazzjoni tar-ram. Kromatografija tal-gass-spettrometrija tal-massa (GC-MS), analiżi termogravimetrika (TGA) u spettroskopija fotoelettronika (XPS) jistgħu jintużaw biex jispjegaw xjentifikament ir-reżistenza tas-sħana ta ‘OSP.

1. Analiżi tal-kromatografija tal-gass-spettrometrija tal-massa

Il-pjanċi tar-ram ittestjati kienu miksija bi: a) film HTOSP ġdid; b) film OSP standard tal-industrija; u c) film ieħor OSP industrijali. Obrox madwar 0.74-0.79 mg ta ‘film OSP mill-pjanċa tar-ram. Dawn il-pjanċi tar-ram miksija u l-kampjuni mibruxa ma għaddewx mill-ebda trattament ta ‘reflow. Dan l-esperiment juża strument H/P6890GC/MS, u juża siringa mingħajr siringa. Siringi ħielsa mis-siringi jistgħu jiddesorbu direttament kampjuni solidi fil-kamra tal-kampjun. Is-siringa mingħajr siringa tista ‘tittrasferixxi l-kampjun fit-tubu żgħir tal-ħġieġ għad-daħla tal-kromatografu tal-gass. Il-gass trasportatur jista ‘jġib kontinwament il-komposti organiċi volatili għall-kolonna tal-kromatografu tal-gass għall-ġbir u s-separazzjoni. Poġġi l-kampjun qrib in-naħa ta ‘fuq tal-kolonna sabiex id-desorbiment termali jkun jista’ jiġi ripetut b’mod effettiv. Wara li ġew desorbiti biżżejjed kampjuni, il-kromatografija tal-gass bdiet taħdem. F’dan l-esperiment, intużat kolonna tal-kromatografija tal-gass RestekRT-1 (0.25mmid × 30m, ħxuna tal-film ta ‘1.0μm). Il-programm ta ‘żieda fit-temperatura tal-kolonna tal-kromatografija tal-gass: Wara li ssaħħan f’35 °C għal 2 minuti, it-temperatura tibda togħla għal 325 °C, u r-rata tat-tisħin hija 15 °C/min. Il-kundizzjonijiet ta ‘desorbiment termali huma: wara tisħin f’250 ° C għal 2 minuti. Il-proporzjon tal-massa/ċarġ tal-komposti organiċi volatili separati jiġi skopert mill-ispettrometrija tal-massa fil-medda ta ’10-700daltons. Il-ħin ta ‘żamma tal-molekuli organiċi żgħar kollha huwa rreġistrat ukoll.

2. Analiżi termogravimetrika (TGA)

Bl-istess mod, film HTOSP ġdid, film OSP standard tal-industrija, u film OSP industrijali ieħor ġew miksija fuq il-kampjuni. Madwar 17.0 mg ta ‘film OSP ġie mibrux mill-pjanċa tar-ram bħala kampjun tat-test tal-materjal. Qabel it-test TGA, la l-kampjun u lanqas il-film ma jistgħu jgħaddu minn xi trattament ta ‘reflow mingħajr ċomb. Uża 2950TA ta’ TA Instruments biex twettaq it-test TGA taħt protezzjoni tan-nitroġenu. It-temperatura tax-xogħol inżammet f’temperatura tal-kamra għal 15-il minuta, u mbagħad żdiedet għal 700 ° C b’rata ta ’10 ° C / min.

3. Spettroskopija tal-fotoelettroni (XPS)

Photoelectron Spectroscopy (XPS), magħrufa wkoll bħala Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), hija metodu ta ‘analiżi tal-wiċċ kimiku. XPS jista ‘jkejjel il-kompożizzjoni kimika ta’ 10nm tal-wiċċ tal-kisi. Iksi l-film HTOSP u l-film OSP standard tal-industrija fuq il-pjanċa tar-ram, u mbagħad jgħaddu minn 5 reflows mingħajr ċomb. XPS intuża biex janalizza l-film HTOSP qabel u wara t-trattament ta ‘reflow. Il-film OSP standard tal-industrija wara 5 reflow mingħajr ċomb ġie analizzat ukoll minn XPS. L-istrument użat kien VGESCALABMarkII.

4. Permezz tat-test tal-issaldjar tat-toqba

L-użu ta ‘bordijiet tat-test tal-issaldjar (STVs) għall-ittestjar tal-issaldjar permezz tat-toqba. Hemm total ta ’10 arrays STV tal-bord tat-test tal-issaldjar (kull firxa għandha 4 STVs) miksija bi ħxuna tal-film ta’ madwar 0.35μm, li minnhom 5 arrays STV huma miksija b’film HTOSP, u l-5 arrays STV l-oħra huma miksija bi standard tal-industrija Film OSP. Imbagħad, l-STVs miksija jgħaddu minn serje ta ‘trattamenti ta’ reflow b’temperatura għolja u mingħajr ċomb fil-forn ta ‘reflow tal-pejst tal-istann. Kull kundizzjoni tat-test tinkludi 0, 1, 3, 5 jew 7 reflows konsekuttivi. Hemm 4 STVs għal kull tip ta ‘film għal kull kundizzjoni tat-test ta’ reflow. Wara l-proċess ta ‘reflow, l-STVs kollha huma pproċessati għal temperatura għolja u issaldjar tal-mewġ mingħajr ċomb. Is-saldabbiltà permezz tat-toqba tista ‘tiġi ddeterminata billi tispezzjona kull STV u tikkalkula n-numru ta’ toqob li jgħaddu b’mod korrett. Il-kriterju ta ‘aċċettazzjoni għal toqob permezz huwa li l-istann mimli għandu jimtela sal-parti ta’ fuq tat-toqba minn ġol-plated jew it-tarf ta ‘fuq tat-toqba minn ġewwa.