ခဲ-အခမဲ့ လုပ်ငန်းစဉ်တွင် OSP ရုပ်ရှင်၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် လက္ခဏာရပ်များ PCB ကော်ပီဘုတ်

OSP (အော်ဂဲနစ် Solderable Protective Film) သည် ၎င်း၏အလွန်ကောင်းမွန်သော solderability၊ ရိုးရှင်းသောလုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာခြင်းကြောင့် အကောင်းဆုံး မျက်နှာပြင်ကုသမှုလုပ်ငန်းစဉ်အဖြစ် သတ်မှတ်ခံရပါသည်။

ဤစာတမ်းတွင် အပူဒဏ်ခံနိုင်သော OSP ရုပ်ရှင်များ၏ မျိုးဆက်သစ် အပူဒဏ်ခံနိုင်သော OSP ရုပ်ရှင်များ၏ အပူခံနိုင်ရည်လက္ခဏာများကို ပိုင်းခြားစိတ်ဖြာရန် ဤစာတမ်းတွင်၊ အပူစုပ်ထုတ်ခြင်း-ဓာတ်ငွေ့ ခရိုမာတိုဂရမ်-ထုထည် (TD-GC-MS)၊ Gas chromatography သည် solderability ကို ထိခိုက်စေသော မြင့်မားသော အပူချိန်ခံနိုင်ရည်ရှိသော OSP ရုပ်ရှင် (HTOSP) ရှိ သေးငယ်သော မော်လီကျူး အော်ဂဲနစ် အစိတ်အပိုင်းများကို စမ်းသပ်သည်။ တစ်ချိန်တည်းမှာပင်၊ မြင့်မားသောအပူချိန်ခံနိုင်ရည်ရှိသော OSP ဖလင်ရှိ alkylbenzimidazole-HT သည် မတည်ငြိမ်မှုအနည်းငယ်သာရှိကြောင်း ပြသသည်။ TGA ဒေတာသည် HTOSP ဖလင်သည် လက်ရှိစက်မှုလုပ်ငန်းစံ OSP ဖလင်ထက် ပိုမိုပြိုကွဲပျက်စီးသည့်အပူချိန်ရှိကြောင်း ပြသသည်။ XPS ဒေတာသည် အပူချိန်မြင့် OSP ၏ ခဲ-အခမဲ့ ပြန်လည်စီးဆင်းမှု 5 ကြိမ်ပြီးနောက်၊ အောက်ဆီဂျင်ပါဝင်မှု 1% ခန့်သာ တိုးလာကြောင်း XPS ဒေတာက ပြသသည်။ အထက်ဖော်ပြပါ တိုးတက်မှုများသည် ခဲ-ကင်းစင်သော ရောင်းဝယ်နိုင်မှု လိုအပ်ချက်များနှင့် တိုက်ရိုက်သက်ဆိုင်ပါသည်။

OSP ဖလင်ကို ဆားကစ်ဘုတ်များတွင် နှစ်ပေါင်းများစွာ အသုံးပြုခဲ့သည်။ ၎င်းသည် ကြေးနီနှင့် ဇင့်ကဲ့သို့ အသွင်ပြောင်းသတ္တုဒြပ်စင်များနှင့်အတူ azole ဒြပ်ပေါင်းများ၏ တုံ့ပြန်မှုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည့် organometallic ပိုလီမာရုပ်ရှင်ဖြစ်သည်။ လေ့လာမှုများစွာ [1,2,3] သည် သတ္တုမျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ azole ဒြပ်ပေါင်းများ၏ သံချေးတက်ခြင်းကို ဟန့်တားသည့် ယန္တရားကို ထုတ်ဖော်ပြသခဲ့သည်။ GPBrown [3] သည် benzimidazole၊ ကြေးနီ (II)၊ ဇင့် (II) နှင့် organometallic ပိုလီမာများ၏ အခြားသော အသွင်ကူးပြောင်းရေးသတ္တုဒြပ်စင်များကို အောင်မြင်စွာ ပေါင်းစပ်ပြီး TGA လက္ခဏာအားဖြင့် poly (benzimidazole-zinc) ၏ အလွန်မြင့်မားသော အပူချိန်ခံနိုင်ရည်အား ဖော်ပြခဲ့သည်။ GPBrown ၏ TGA ဒေတာသည် ပိုလီ(benzimidazole-zinc) ၏ ဆွေးမြေ့သောအပူချိန်သည် လေထဲတွင် 400°C အထိ မြင့်မားနေပြီး နိုက်ထရိုဂျင်လေထုထဲတွင် 500°C ရှိပြီး poly(benzimidazole-copper) ၏ ပျက်စီးသွားသည့်အပူချိန်မှာ 250°C သာရှိကြောင်း ပြသသည်။ . မကြာသေးမီက ထုတ်လုပ်ခဲ့သော HTOSP ရုပ်ရှင်သည် အကောင်းဆုံး အပူခံနိုင်ရည်ရှိသည့် poly (benzimidazole-zinc) ၏ ဓာတုဂုဏ်သတ္တိများကို အခြေခံထားသည်။

OSP ရုပ်ရှင်သည် အဓိကအားဖြင့် ဖက်တီးအက်ဆစ်နှင့် azole ဒြပ်ပေါင်းများကဲ့သို့ အပ်နှံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း ထည့်သွင်းထားသော အော်ဂဲနစ်ပိုလီမာများနှင့် သေးငယ်သော အော်ဂဲနစ်မော်လီကျူးများဖြင့် အဓိကဖွဲ့စည်းထားပါသည်။ Organometallic ပိုလီမာများသည် လိုအပ်သော သံချေးတက်မှုကို ခံနိုင်ရည်ရှိခြင်း၊ ကြေးနီမျက်နှာပြင် ကပ်တွယ်မှုနှင့် OSP ၏ မျက်နှာပြင် မာကျောမှုကို ပေးစွမ်းသည်။ ခဲ-ကင်းစင်သော လုပ်ငန်းစဉ်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိရန် ခဲ-မပါသော ဂဟေ၏ အရည်ပျော်မှတ်ထက် ဇီဝကမ္မဆိုင်ရာ ပိုလီမာ၏ ဆွေးမြေ့ပျက်စီးခြင်း အပူချိန်သည် ခဲ-မပါသော ဂဟေဆော်မှုထက် မြင့်မားရမည်။ သို့မဟုတ်ပါက OSP ဖလင်သည် ခဲ-မပါသည့် လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် လုပ်ဆောင်ပြီးနောက် ပျက်စီးသွားပါမည်။ OSP ရုပ်ရှင်၏ ဆွေးမြေ့ခြင်း အပူချိန်သည် အော်ဂဲနစ်ပိုလီမာ၏ အပူခံနိုင်ရည်အပေါ် များစွာမူတည်သည်။ ကြေးနီ၏ ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်မှုကို ထိခိုက်စေသည့် နောက်ထပ်အရေးကြီးသောအချက်မှာ benzimidazole နှင့် phenylimidazole ကဲ့သို့သော azole ဒြပ်ပေါင်းများ၏ မတည်ငြိမ်မှုဖြစ်သည်။ OSP ဖလင်၏ သေးငယ်သော မော်လီကျူးများသည် ခဲ-ကင်းစင်သော ပြန်လည်စီးဆင်းမှု လုပ်ငန်းစဉ်အတွင်း အငွေ့ပျံသွားမည်ဖြစ်ပြီး ကြေးနီ၏ ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်မှုကို ထိခိုက်စေမည်ဖြစ်သည်။ Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)၊ thermogravimetric analysis (TGA) နှင့် photoelectron spectroscopy (XPS) ကို OSP ၏ အပူခံနိုင်ရည်အား သိပ္ပံနည်းကျ ရှင်းပြရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

1. Gas chromatography-mass spectrometry ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း။

စမ်းသပ်ထားသော ကြေးနီပြားများ- က) HTOSP ရုပ်ရှင်အသစ်၊ ခ) စက်မှုလုပ်ငန်းစံ OSP ရုပ်ရှင်၊ ဂ) အခြားစက်မှုလုပ်ငန်း OSP ရုပ်ရှင်။ ကြေးပြားမှ OSP ဖလင် 0.74-0.79 mg ခန့်ကို ခြစ်ပါ။ ဤ coated ကြေးနီပြားများနှင့် ခြစ်ထားသောနမူနာများသည် ပြန်လည်စီးဆင်းမှု ကုသမှုကို မခံယူရသေးပါ။ ဤစမ်းသပ်ချက်သည် H/P6890GC/MS တူရိယာကိုအသုံးပြုပြီး ဆေးထိုးအပ်မပါဘဲ ဆေးထိုးအပ်ကို အသုံးပြုသည်။ ဆေးထိုးအပ်မပါသော ဆေးထိုးအပ်များသည် နမူနာခန်းအတွင်းရှိ အစိုင်အခဲနမူနာများကို တိုက်ရိုက်စုပ်ယူနိုင်ပါသည်။ ဆေးပြွန်မပါသောပြွတ်သည် ဖန်ပြွန်ငယ်မှနမူနာကို ဓာတ်ငွေ့ chromatograph ၏အပေါက်သို့ လွှဲပြောင်းပေးနိုင်သည်။ သယ်ဆောင်သူဓာတ်ငွေ့သည် မတည်ငြိမ်သော အော်ဂဲနစ်ဒြပ်ပေါင်းများကို စုဆောင်းခြင်းနှင့် ခွဲထုတ်ရန်အတွက် ဓာတ်ငွေ့ chromatograph ကော်လံသို့ စဉ်ဆက်မပြတ် ယူဆောင်လာနိုင်သည်။ အပူစုပ်ယူမှုကို ထိထိရောက်ရောက် ထပ်ခါတလဲလဲ ပြုလုပ်နိုင်စေရန် နမူနာကို ကော်လံထိပ်နှင့် နီးကပ်စွာထားပါ။ လုံလောက်သောနမူနာများကို စုပ်ယူပြီးနောက်၊ ဓာတ်ငွေ့ chromatography စတင်အလုပ်လုပ်သည်။ ဤစမ်းသပ်ချက်တွင် RestekRT-1 (0.25mmid × 30m၊ ဖလင်အထူ 1.0μm) gas chromatography ကော်လံကို အသုံးပြုခဲ့သည်။ ဓာတ်ငွေ့ chromatography ကော်လံ၏ အပူချိန်မြင့်တက်မှု အစီအစဉ်- 35°C တွင် 2 မိနစ်ကြာ အပူပေးပြီးနောက် အပူချိန်သည် 325°C အထိ မြင့်တက်လာပြီး အပူနှုန်းမှာ 15°C/min ဖြစ်သည်။ အပူစုပ်ယူမှုအခြေအနေများမှာ- 250°C တွင် 2 မိနစ်အပူပေးပြီးနောက်။ ခွဲထွက်မတည်ငြိမ်သော အော်ဂဲနစ်ဒြပ်ပေါင်းများ၏ ထုထည်/အားသွင်းအချိုးကို 10-700daltons အကွာအဝေးအတွင်း ဒြပ်ထုထုထည်ဖြင့် ရှာဖွေတွေ့ရှိသည်။ သေးငယ်သော အော်ဂဲနစ်မော်လီကျူးအားလုံး၏ ထိန်းသိမ်းချိန်ကိုလည်း မှတ်တမ်းတင်ထားသည်။

2. အပူချိန်တိုင်းတာခြင်း (TGA)

အလားတူ၊ HTOSP ရုပ်ရှင်အသစ်၊ စက်မှုလုပ်ငန်းစံ OSP ရုပ်ရှင်နှင့် အခြားစက်မှုလုပ်ငန်း OSP ဖလင်ကို နမူနာများတွင် ဖုံးအုပ်ထားသည်။ ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့် OSP ဖလင် ၁၇.၀ မီလီဂရမ်ကို ပစ္စည်းစမ်းသပ်နမူနာအဖြစ် ကြေးနီပြားမှ ခြစ်ထုတ်ခဲ့သည်။ TGA စမ်းသပ်ခြင်းမပြုမီ၊ နမူနာနှင့် ရုပ်ရှင်သည် ခဲ-မပါသော ပြန်လည်စီးဆင်းမှု ကုသမှုကို မခံယူနိုင်ပါ။ နိုက်ထရိုဂျင်ကာကွယ်မှုအောက်တွင် TGA စမ်းသပ်မှုကိုလုပ်ဆောင်ရန် TA Instruments ‘17.0TA ကိုသုံးပါ။ လုပ်ငန်းခွင်အပူချိန်ကို အခန်းအပူချိန်တွင် 2950 မိနစ်ကြာ သိမ်းဆည်းထားပြီး 15°C/min နှုန်းဖြင့် 700°C သို့ တိုးလာပါသည်။

3. Photoelectron spectroscopy (XPS)

Photoelectron Spectroscopy (XPS) သည် Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA) ဟုခေါ်သော ဓာတုမျက်နှာပြင်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုနည်းလမ်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ XPS သည် အပေါ်ယံမျက်နှာပြင်၏ 10nm ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုကို တိုင်းတာနိုင်သည်။ ကြေးနီပြားပေါ်တွင် HTOSP ရုပ်ရှင်နှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းစံ OSP ဖလင်ကို ဖုံးအုပ်ပြီး ခဲ-မပါသော ပြန်ထွက်မှု 5 ခုကို ဖြတ်သန်းပါ။ XPS ကို HTOSP ဖလင်ကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန် အသုံးပြုပြီး reflow treatment မလုပ်မီနှင့် ပြီးနောက်။ ခဲ-အခမဲ့ ပြန်လည်စီးဆင်းမှု 5 ပြီးနောက် စက်မှုလုပ်ငန်းစံ OSP ရုပ်ရှင်ကိုလည်း XPS မှ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့သည်။ အသုံးပြုသည့်ကိရိယာမှာ VGESCALABMarkII ဖြစ်သည်။

4. အပေါက် solderability စမ်းသပ်မှုမှတဆင့်

အပေါက်မှတဆင့် solderability စမ်းသပ်ခြင်းအတွက် solderability test boards (STVs) ကိုအသုံးပြုခြင်း။ စုစုပေါင်း 10 solderability test board STV array ပေါင်း 4 ခု ရှိပါတယ် (array တစ်ခုစီမှာ STV 0.35 ခု ရှိပါတယ်) film thickness 5μm နဲ့ coated ဖြစ်ပြီး 5 STV array 0 ခုကို HTOSP film နဲ့ ဖုံးအုပ်ထားပြီး အခြား 1 STV array တွေကို လုပ်ငန်း စံနှုန်းနဲ့ ဖုံးအုပ်ထားပါတယ်။ OSP ရုပ်ရှင်။ ထို့နောက် coated STV များသည် အပူချိန်မြင့်သော၊ ခဲ-ကင်းစင်သော reflow treatments များကို ဂဟေဆော်ထားသော paste reflow မီးဖိုတွင် ဆက်တိုက်လုပ်ဆောင်သည်။ စမ်းသပ်မှုအခြေအနေတစ်ခုစီတွင် 3၊ 5၊ 7၊ 4 သို့မဟုတ် XNUMX ဆက်တိုက် ပြန်လည်စီးဆင်းမှုများ ပါဝင်သည်။ reflow test အခြေအနေတစ်ခုစီအတွက် ရုပ်ရှင်အမျိုးအစားတစ်ခုစီအတွက် STV XNUMX ခု ရှိပါသည်။ ပြန်လည်စီးဆင်းမှုလုပ်ငန်းစဉ်ပြီးနောက်၊ မြင့်မားသောအပူချိန်နှင့် ခဲမပါသောလှိုင်းဂဟေအတွက် STV အားလုံးကို စီမံဆောင်ရွက်ပါသည်။ STV တစ်ခုစီကို စစ်ဆေးပြီး အပေါက်များမှတဆင့် မှန်ကန်စွာဖြည့်သွင်းထားသော အရေအတွက်ကို တွက်ချက်ခြင်းဖြင့် အပေါက်တစ်ဆင့် Solerability ကို ဆုံးဖြတ်နိုင်သည်။ အပေါက်များမှတဆင့်လက်ခံမှုစံသတ်မှတ်ချက်မှာ ဖြည့်ထားသောဂဟေကို အပေါက်မှတဆင့်ချထားသောထိပ် သို့မဟုတ် အပေါက်၏အပေါ်ဘက်အစွန်းသို့ဖြည့်ရမည်ဖြစ်သည်။