PCB 기술 - PCB 기술을 위한 무연 공정 OSP 필름

전자업계의 납 함유 금지령에 대한 절박한 요구를 충족시키기 위해 인쇄회로기판 업계는 최종 표면처리를 열풍정평석 스프레이 (주석-납공정) 에서 유기보호막 (OSP), 침은, 침석, 화학니켈침금을 포함한 기타 표면처리로 전환하고 있다.OSP 필름은 우수한 용접성, 간단한 공정 및 낮은 운영 비용으로 인해 최선의 선택으로 간주됩니다.

이 글은 열분해 흡기 크로마토그래프-질량 스펙트럼(TD-GC-MS), 열중 분석(TGA), 광전자 에너지 스펙트럼(XPS)으로 차세대 고온 내성 OSP 필름의 내열 특성을 분석했다.기상 크로마토그래피는 내고온 OSP 막에서 용접성에 영향을 주는 소분자 유기 성분을 테스트하는 동시에 내고온 OSPP 막의 알킬벤젠과 마이졸 HT가 매우 작은 휘발성을 가지고 있음을 나타낸다.TGA 데이터에 따르면 HTOSP 필름은 현재 산업 표준 OSP 필름보다 분해 온도가 높습니다.XPS에 따르면 5차례의 고온 OSP 무연 환류 후 산소 함량이 약 1% 증가하는 데 그쳤다.상술한 개선은 공업의 무연 용접성 요구와 직접적으로 관련이 있다.

OSP 필름은 회로 기판에서 수년간 사용되었습니다.그것은 일종의 유기금속중합물막으로서 졸류화합물과 과도금속원소 (예를 들면 구리와 아연) 반응으로 형성된다.많은 연구에서 졸류 화합물이 금속 표면에 대한 부식 기능을 밝혀냈다.G.P.Brown은 벤조마이졸, 구리(II), 아연(II) 등 과도금속 원소의 유기금속 폴리머를 합성하는 데 성공했으며, TGA를 통해 폴리벤조마이졸 아연의 우수한 고온 내성 성능을 기술했다.G.P.Brown☎의 TGA 데이터에 따르면 폴리벤조마이졸 아연은 공기 중 400 °C, 질소 환경 중 500 °C에 달하지만 폴리벤조마이졸 구리의 분해 온도는 250 °C에 불과하다.최근 개발된 신형 HTOSP 필름은 최적의 내열성을 지닌 폴리벤조마이졸아연의 화학적 성질을 기반으로 한다.

OSP 막은 주로 지방산과 졸류 화합물과 같은 유기금속 폴리머와 퇴적 과정에서 섞인 작은 유기분자로 구성된다.유기금속 폴리머는 OSP에 필요한 내식성, 구리 표면 부착력 및 표면 경도를 제공합니다.유기금속중합물의 분해온도는 반드시 무연용접재의 용해점보다 높아야 PCB복제의 무연공법을 감당할수 있다.그렇지 않으면 OSP 필름은 PCB 복사판 무연 공정 처리를 거친 후 퇴화된다.OSP 막의 분해 온도는 유기금속 폴리머의 내열성에 크게 좌우됩니다.구리의 항산화성에 영향을 주는 또 다른 중요한 요소는 벤조마이졸과 벤조마이졸과 같은 졸류 화합물의 휘발성이다.OSP 박막의 작은 분자는 무연 환류 과정에서 증발하며 이는 구리의 항산화성에 영향을 줄 수 있다.기상 크로마토그래프-질량 스펙트럼(GC-MS), 열중 분석(TGA) 및 광전자 스펙트럼(XPS)은 OSP의 내열성을 과학적으로 설명하는 데 사용될 수 있습니다.

실험

1. 기상 크로마토그래프-질량 크로마토그래프 분석

테스트된 동판에는 a) 새로운 HTOSP 필름이 칠해져 있습니다.b) 업계 표준 OSP 필름,및 c) 또 다른 산업용 OSP 필름.동판에서 약 0.74-0.79 mg의 OSP 필름을 긁어냅니다.이 코팅된 동판과 긁힌 견본들은 어떠한 회류 처리도 거치지 않았다.이 실험은 H/P6890GC/MS 기기를 사용하고 주사기가 없는 주사기를 사용한다.무주사기 주사기는 샘플 실내의 고체 샘플을 직접 해독할 수 있다.주사기가 없는 주사기는 작은 유리관에 있는 시료를 기상 크로마토그래프의 입구로 옮길 수 있다.가스 적재는 휘발성 유기화합물을 기상 크로마토그래피 기둥에 연속적으로 가져와 수집하고 분리할 수 있다.PCB 샘플을 기둥 상단에 가까운 위치에 놓으면 열분해 흡입을 효과적으로 반복할 수 있습니다.충분한 샘플이 해흡된 후에 기상 크로마토그래피가 작동하기 시작했다.이 실험에서는 RestekRT-1(0.25mmid*30m, 막 두께 1.0μm) 기상 크로마토그래피 기둥을 사용했다.기상 크로마토그래피 기둥의 온도 상승 절차: 35 ° C에서 2 분 동안 가열한 후 온도는 325 ° C로 상승하기 시작하며 가열 속도는 15 ° C/분입니다.열분해 흡입 조건은 250°C에서 2분간 가열한 후분리된 휘발성 유기화합물의 질량 하중비는 질량 분광법을 통해 10-700 달튼의 범위 내에서 검출됩니다.모든 작은 유기 분자의 보존 시간도 기록되어 있다.

2. 열중량 분석(TGA)

이와 마찬가지로 새로운 HTOSP 필름, 산업 표준 OSP 필름 및 다른 산업 OSP 필름을 샘플에 코팅합니다.동판에서 약 17.0mg의 OSP 필름을 긁어 재료 테스트 샘플로 삼았다.TGA 테스트 이전에는 샘플과 필름 모두 무연 환류 처리를 할 수 없습니다.TA Instruments를 사용하는 2950TA는 질소 보호 하에서 TGA 테스트를 수행합니다.작동 온도는 실온에서 15 분 동안 유지되며 10 ° C/분 속도로 700 ° C까지 상승합니다.

3. 광전자 스펙트럼(XPS)

화학 분석 전자 스펙트럼 (ESCA) 이라고도 불리는 광전자 스펙트럼 (XPS) 은 화학 표면 분석 방법입니다.XPS는 코팅 표면 10nm의 화학 성분을 측정할 수 있습니다.동판에 HTOSP 필름과 업계 표준 OSP 필름을 바른 후 무연 환류를 5회 거친다.XPS를 사용하여 리버스 처리 전후의 HTOSP 필름을 분석합니다.XPS로 무연 환류 5회 후의 산업 표준 OSP 필름을 분석했다.사용된 기기는 VGESCALABMarkII입니다.

4. PCB 통공 용접성 테스트

STV(용접 가능 테스트 보드)를 사용하여 구멍 통과 용접 가능 시험을 수행합니다.총 10개의 용접 가능한 테스트보드 STV 어레이(어레이당 4개의 STV)가 있으며, 코팅 두께는 약 0.35Isla 1/4m이며, 이 중 5개의 STV 어레이에는 HTOSP 필름이, 나머지 5개의 STV 어레이에는 업계 표준 OSP 필름이 칠해져 있다.그런 다음 용접고 환류로에서 코팅된 STV를 일련의 고온 무연 환류 처리합니다.각 테스트 조건에는 0, 1, 3, 5 또는 7 개의 연속 환류가 포함됩니다.각 회류 테스트 조건에 대해 각 유형의 필름에는 4개의 STV가 있습니다.환류 공정 이후 모든 STV는 고온 및 무연파 피크 용접에 사용됩니다.구멍 통과 용접성은 각 STV를 검사하고 올바르게 채워진 구멍 수를 계산하여 결정합니다.통과 구멍의 승인 기준은 채워진 용접이 전기 도금 통과 구멍의 위쪽 또는 위쪽 가장자리로 채워져야 한다는 것입니다.

STV당 1196개의 구멍

10milholes 쿼드 칸, 100holes seachgridsquare and rou ndpad

20milholes Four grids，100holes seachgrids quare and rou ndpads

30milholes Four grids，100holes seachgrids quare and rou ndpads

5. 주석 침전 천평 테스트를 통한 용접성

OSP 필름의 용접성도 침석 균형 테스트를 통해 확인할 수 있다.7차례의 무연환류후 침석천평의 시험패널에 HTOS P막, Tpeak = 262도를 코팅한다.BTUTRS와 IR/대류 환류로를 조합하여 공기 중에 환류 처리합니다.IPC/EIAJ-STD-003A 섹션 4.3.1.4에 따라 "RoboticProcessSystems"자동 습석 균형 측정기, EF-8000 용접제, 비세정 용접제 및 SAC305 합금 용접재를 사용하여 습석 균형 시험을 수행합니다.

6.PCB 용접재 결합력 테스트

PCB 용접 결합력은 절단력을 통해 측정할 수 있습니다.BGA 용접판 테스트보드(지름 0.76mm)에 HTOSP 필름을 각각 0.25와 0.48 Isla ¼m 두께로 코팅하고 최고 온도는 262°C로 세 차례 무연 환류 처리했다.또한 SAC305 합금(지름 0.76mm)인 용접구에 일치하는 용접고를 사용하여 용접판에 용접한다. DagePC-400 부착력 측정기를 사용하여 200μm/see의 절단 속도로 절단 테스트를 한다.