Leiterplattentechnisch - Leistung und Charakterisierung von OSP-Folie im bleifreien Prozess von PCB Copy Board

Performance und Charakterisierung von OSP-Folien im bleifreien Prozess von PCB Kopierbrett

Der OSP-Film besteht hauptsächlich aus organometallischen Polymeren und kleinen organischen Molekülen, wie Fettsäuren und Azolverbindungen, die während des Depositionsprozesses eingebracht werden. Organometallische Polymere bieten die notwendige Korrosionsbeständigkeit, Kupferoberflächenhaftung und Oberflächenhärte von OSP. Die Abbautemperatur des metallorganischen Polymers muss höher sein als der Schmelzpunkt des bleifreien Lots, um dem bleifreien Prozess standzuhalten. Andernfalls wird die OSP-Folie nach einer bleifreien Verarbeitung abgebaut. Die Abbautemperatur der OSP-Folie hängt weitgehend von der Hitzebeständigkeit des metallorganischen Polymers ab. Ein weiterer wichtiger Faktor, der die Oxidationsbeständigkeit von Kupfer beeinflusst, ist die Flüchtigkeit von Azolverbindungen, wie Benzimidazol und Phenylimidazol. Die kleinen Moleküle des OSP-Films verdampfen während des bleifreien Reflow-Prozesses, was die Oxidationsbeständigkeit von Kupfer beeinflusst. Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS), thermogravimetrische Analyse (TGA) und Photoelektronenspektroskopie (XPS) können verwendet werden, um die Wärmebeständigkeit von OSP wissenschaftlich zu erklären.

Gaschromatographie-m

Eselspektrometrie-Analyse

Die getesteten Kupferplatten wurden mit: a) einer neuen HTOSP-Folie beschichtet; b) eine branchenübliche OSP-Folie; und c) eine weitere industrielle OSP-Folie. Kratzen Sie etwa 0,74-0,79 mg OSP-Folie von der Kupferplatte ab. Diese beschichteten Kupferplatten und die abgekratzten Proben wurden keiner Reflow-Behandlung unterzogen. Dieses Experiment verwendet H/P6890GC/MS Instrument und verwendet Spritze ohne Spritze. Spritzen-freie Spritzen können feste Proben direkt in der Probenkammer desorbieren. Die Spritze ohne Spritze kann die Probe in der kleinen Glasröhre zum Einlass des Gaschromatographen übertragen. Das Trägergas kann die flüchtigen organischen Verbindungen kontinuierlich zur Gaschromatographensäule zur Sammlung und Trennung bringen. Platzieren Sie die Probe nahe an der Spitze der Säule, so dass die thermische Desorption effektiv wiederholt werden kann. Nachdem genügend Proben desorbiert wurden, begann die Gaschromatographie zu arbeiten. In diesem Experiment wurde eine RestekRT-1 (0,25mmid*30m, Schichtdicke von 1,0μm) Gaschromatografiesäule verwendet. Das Temperaturanstiegsprogramm der Gaschromatographie-Säule: Nach dem Erhitzen bei 35°C für zwei Minuten beginnt die Temperatur auf 325°C zu steigen, und die Heizrate beträgt 15°C/min. Die thermischen Desorptionsbedingungen sind: nach dem Erhitzen bei 250°C für zwei Minuten. Das Masse/Ladungsverhältnis der abgetrennten flüchtigen organischen Verbindungen wird mittels Massenspektrometrie im Bereich von 10-700dalton nachgewiesen. Die Retentionszeit aller kleinen organischen Moleküle wird ebenfalls erfasst.

Thermogravimetrische Analyse (TGA)

Ähnlich, ein neuer HTOSP Film, ein industrieüblicher OSP-Film, und eine weitere industrielle OSP-Folie wurden auf den Proben beschichtet. Ungefähr 17.0 mg OSP-Folie wurde von der Kupferplatte als Materialprobe abgekratzt. Vor der TGA-Prüfung, Weder die Probe noch der Film können bleifrei reflow behandelt werden. Verwenden Sie den 2950TA von TA Instruments, um TGA-Test unter Stickstoffschutz durchzuführen. Die Arbeitstemperatur wurde für 15-Minuten auf Raumtemperatur gehalten, und dann auf 700°C mit einer Rate von 10°C erhöht/min.

Photoelektronenspektroskopie (XPS)

Photoelectron Spectroscopy (XPS), also called Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), ist ein chemisches Oberflächenanalyseverfahren. XPS kann die 10nm chemische Zusammensetzung der Beschichtungsoberfläche messen. Beschichten Sie die HTOSP-Folie und den Industriestandard-OSP-Film auf der Kupferplatte, und dann durch fünf bleifreie Reflows gehen. XPS wurde verwendet, um den HTOSP-Film vor und nach der Reflow-Behandlung zu analysieren. Die branchenübliche OSP-Folie nach 5-bleifreiem Reflow wurde ebenfalls von XPS analysiert. Das verwendete Instrument war VGESCALABMarkII.

Through hole solderability test

Using solderability test boards (STVs) for through-hole solderability testing. There are a total of 10 solderability test board STV arrays (each array has 4 STVs) coated with a film thickness of about 0.35μm, davon sind 5 STV-Arrays mit HTOSP-Folie beschichtet, und die anderen 5 STV-Arrays sind mit Industriestandard-OSP-Folie beschichtet. Dann, Die beschichteten STVs durchlaufen eine Reihe von Hochtemperatur-, Bleifreie Reflow-Behandlungen im Reflow-Ofen der Lötpaste. Jede Prüfbedingung beinhaltet 0, 1, 3, 5 oder 7 aufeinanderfolgende Reflows. Es gibt vier STVs für jede Art von Folie für jede Reflow-Testbedingung. Nach dem Reflow-Prozess, Alle STVs sind für Hochtemperatur- und bleifreies Wellenlöten verarbeitet. Die Durchlötbarkeit kann durch Inspektion jedes STV und Berechnung der Anzahl der korrekt gefüllten Durchlöcher bestimmt werden. Das Akzeptanzkriterium für Durchgangslöcher ist, dass das gefüllte Lot bis zur Oberseite des überzogenen Durchgangslochs oder der oberen Kante des Durchgangslochs gefüllt werden muss.

Each STV has 1196 through holes

10milholes-Fourgrids,100holeseachgridsquareandrou ndpads

20milholes-Fourgrids,100holeseachgridsquareandrou ndpads

30milholes-Fourgrids,100holeseachgridsquareandrou ndpads

Test the solderability through a tin-dip balance

The solderability of OSP film can also be determined by dip tin balance test. Beschichten Sie die HTOS P-Folie auf dem Prüfpanel der getauchten Zinnwaage, nach 7-maligem bleifreiem Rückfluss, Tpeak=262 Grad Celsius. BTUTRS in Kombination mit IR verwenden/convecTIon Reflow Ofen zum Reflow in der Luft. Führen Sie den Nassausgleichstest gemäß IPC durch/EIAJ-STD-003A Abschnitt 4.3.1.4, mit dem automatisierten Nasswuchtprüfgerät "RoboTIcProcessSystems", EF-8000 Flussmittel, Nicht sauberes Flussmittel und Legierungslöt SAC305.

Welding bonding force test

Welding bonding force can be measured by shearing force. Coat the HTOSP film on the BGA pad test board (diameter 0.76mm), deren Dicke 0 ist.25 und 0.48μm, und durchläuft drei bleifreie Reflow-Behandlungen mit einer maximalen Temperatur von 262°C.