Перформансе и карактеризација ОСП филма у процесу без олова ПЦБ- Цопи Боард

ОСП (органска лемљива заштитна фолија) се сматра најбољим процесом површинске обраде због одличне лемљивости, једноставног процеса и ниске цене.

У овом раду, термичка десорпциона-гасна хроматографија-масена спектрометрија (ТД-ГЦ-МС), термогравиметријска анализа (ТГА) и фотоелектронска спектроскопија (КСПС) се користе за анализу карактеристика топлотне отпорности нове генерације ОСП филмова отпорних на високе температуре. Гасном хроматографијом се тестирају мале молекуларне органске компоненте у ОСП филму отпорном на високе температуре (ХТОСП) које утичу на лемљивост. Истовремено, показује да алкилбензимидазол-ХТ у ОСП филму отпорном на високе температуре има врло малу испарљивост. ТГА подаци показују да ХТОСП филм има вишу температуру деградације од тренутног индустријског стандардног ОСП филма. КСПС подаци показују да се након 5 рефлуксовања безоловног ОСП-а на високој температури, садржај кисеоника повећао само за око 1%. Горе наведена побољшања су директно повезана са захтевима индустријског лемљења без олова.

ОСП филм се користи у штампаним плочама дуги низ година. То је органометални полимерни филм настао реакцијом азолних једињења са елементима прелазних метала, као што су бакар и цинк. Многе студије [1,2,3] су откриле механизам инхибиције корозије азолних једињења на металним површинама. ГПБровн [3] је успешно синтетизовао бензимидазол, бакар (ИИ), цинк (ИИ) и друге прелазне металне елементе органометалних полимера и описао одличну отпорност поли(бензимидазол-цинк) на високе температуре кроз ТГА карактеристике. ГПБровн-ови ТГА подаци показују да је температура разградње поли(бензимидазол-цинк) чак 400°Ц у ваздуху и 500°Ц у атмосфери азота, док је температура деградације поли(бензимидазол-бакар) само 250°Ц. . Недавно развијени нови ХТОСП филм заснован је на хемијским својствима поли(бензимидазол-цинк), који има најбољу отпорност на топлоту.

ОСП филм се углавном састоји од органометалних полимера и малих органских молекула који су увучени током процеса таложења, као што су масне киселине и азолна једињења. Органометални полимери обезбеђују неопходну отпорност на корозију, површинску адхезију бакра и површинску тврдоћу ОСП-а. Температура разградње органометалног полимера мора бити виша од тачке топљења лема без олова да би издржао процес без олова. У супротном, ОСП филм ће се деградирати након обраде поступком без олова. Температура деградације ОСП филма у великој мери зависи од топлотне отпорности органометалног полимера. Други важан фактор који утиче на отпорност бакра на оксидацију је испарљивост азолних једињења, као што су бензимидазол и фенилимидазол. Мали молекули ОСП филма ће испарити током процеса поврата без олова, што ће утицати на отпорност бакра на оксидацију. Гасна хроматографија-масена спектрометрија (ГЦ-МС), термогравиметријска анализа (ТГА) и фотоелектронска спектроскопија (КСПС) могу се користити за научно објашњење топлотне отпорности ОСП.

1. Гасна хроматографија-масена спектрометријска анализа

Испитане бакарне плоче су обложене: а) новим ХТОСП филмом; б) индустријски стандардни ОСП филм; и ц) други индустријски ОСП филм. Остружите око 0.74-0.79 мг ОСП филма са бакарне плоче. Ове обложене бакарне плоче и стругани узорци нису били подвргнути никаквој обради повратног тока. Овај експеримент користи инструмент Х/П6890ГЦ/МС и користи шприц без шприца. Шприцеви без шприца могу директно да десорбују чврсте узорке у комори за узорке. Шприц без шприца може да пренесе узорак у малој стакленој цеви до улаза гасног хроматографа. Гас носач може континуирано доводити испарљива органска једињења у колону гасног хроматографа ради сакупљања и раздвајања. Поставите узорак близу врха колоне тако да се топлотна десорпција може ефикасно поновити. Након што је довољно узорака десорбовано, гасна хроматографија је почела да ради. У овом експерименту коришћена је колона за гасну хроматографију РестекРТ-1 (0.25 мммид×30м, дебљина филма од 1.0μм). Програм подизања температуре колоне гасне хроматографије: Након загревања на 35°Ц у трајању од 2 минута, температура почиње да расте на 325°Ц, а брзина загревања је 15°Ц/мин. Услови термичке десорпције су: након загревања на 250°Ц у трајању од 2 минута. Однос маса/наелектрисање издвојених испарљивих органских једињења се детектује масеном спектрометријом у опсегу од 10-700 далтона. Такође се бележи време задржавања свих малих органских молекула.

2. Термогравиметријска анализа (ТГА)

Слично, нови ХТОСП филм, индустријски стандардни ОСП филм и други индустријски ОСП филм су премазани на узорцима. Приближно 17.0 мг ОСП филма је састругано са бакарне плоче као узорак за испитивање материјала. Пре ТГА теста, ни узорак ни филм не могу да се подвргну било каквом третману рефлов без олова. Користите ТА Инструментс 2950ТА да извршите ТГА тест под заштитом од азота. Радна температура је одржавана на собној температури 15 минута, а затим је повећана на 700°Ц брзином од 10°Ц/мин.

3. Фотоелектронска спектроскопија (КСПС)

Фотоелектронска спектроскопија (КСПС), позната и као електронска спектроскопија хемијске анализе (ЕСЦА), је метода хемијске површинске анализе. КСПС може да мери 10нм хемијски састав површине премаза. Премажите ХТОСП филм и индустријски стандардни ОСП филм на бакарну плочу, а затим прођите кроз 5 рефлов без олова. КСПС је коришћен за анализу ХТОСП филма пре и после третмана рефлов. Индустријски стандардни ОСП филм након 5 рефлов без олова је такође анализирао КСПС. Коришћен је инструмент ВГЕСЦАЛАБМаркИИ.

4. Тест лемљења кроз рупу

Коришћење плоча за тестирање лемљивости (СТВ) за испитивање лемљивости кроз рупе. Постоји укупно 10 СТВ низова плоча за тестирање лемљења (сваки низ има 4 СТВ) обложених дебљином филма од око 0.35 μм, од којих је 5 СТВ низова обложено ХТОСП филмом, а осталих 5 СТВ низова је обложено индустријским стандардом ОСП филм. Затим, обложени СТВ се подвргавају низу високотемпературних, безоловних третмана рефлов у пећи за рефлов пасте за лемљење. Сваки услов тестирања укључује 0, 1, 3, 5 или 7 узастопних рефлов. Постоје 4 СТВ-а за сваки тип филма за сваки услов теста поновног прелијевања. Након процеса рефлов, сви СТВ се обрађују за високотемпературно лемљење без олова. Лемљивост кроз рупу се може утврдити прегледом сваког СТВ-а и израчунавањем броја правилно попуњених пролазних рупа. Критеријум прихватања за пролазне рупе је да пуњени лем мора бити напуњен до врха обложеног пролазног отвора или горње ивице пролазног отвора.