PCB Teknik - PCB teknolojisi için Lead-free process OSP filmi

Lider yasaklanması için elektronik endüstri'nin acil ihtiyaçlarını yerine getirmek için, basılı devre kurulu endüstriyesi sıcak hava yükselmesinden sonraki yüzey tedavisini diğer yüzeysel tedavilere değiştiriyor, organik koruma filmi (OSP), Immersion Silver, Immersion Tin ve Chemical Nickel Immersion Gold dahil. OSP filmi en iyi seçim olarak kabul ediliyor. Mükemmel solderliğin, basit süreç ve düşük operasyon maliyeti yüzünden.

Bu kağıtlarda, termometrik analiz (TD-GC-MS) ve fotoelektron spektroskopi (XPS) yeni sıcaklık rezistenci özelliklerini analiz etmek için kullanılır. Yüksek sıcaklık dirençli OSP filmindeki küçük moleküller organik komponentleri (HTOSP) benzin kromatografisi, yuzdırılabiliğini etkileyen yüksek sıcaklık dirençli OSP filmindeki alkilbenzimidazol-HT'in yüksek sıcaklık filmindeki çok az dengesizlik olduğunu gösteriyor. TGA verileri, HTOSP filminin şimdiki endüstri standart OSP filminden daha yüksek bir degradasyon sıcaklığı olduğunu gösteriyor. XPS verileri, yüksek sıcaklık OSP'nin 5 liderlik özgür reflozu ardından oksijen içeriğinin sadece %1'e arttığını gösteriyor. Yukarıdaki gelişmeler, endüstriyel önlük özgür solderliğin ihtiyaçlarıyla doğrudan bağlı.

OSP filmi birçok yıldır devre tahtasında kullanıldı. Bu bir organometalik polimer film, bakra ve zink gibi değişiklik metal elementleri olan azol bileşenlerin reaksiyonu tarafından oluşturulmuş. Çoğu araştırmalar metal yüzeylerinde azol bileşenlerin korozyon engelleme mekanizmasını gösterdi. G.P.Brown başarıyla benzimidazol, baker (II), zink (II) ve organometalik polimerlerin diğer geçiş metal elementlerini sintezleştirdi ve TGA aracılığıyla poli(benzimidazol-zink) ile mükemmel yüksek sıcaklık rezistencini tanımladı. G.P.Brown â'nin TGA verileri, poli(benzimidazol-zinc) havada 400ÂC°C ve 500ÂC'nin bir nitrogen atmosferinde yükselmesini gösteriyor ve poli(benzimidazol-baker) degradasyon sıcaklığı sadece 250ÂC°C'dir. Son zamanlarda geliştirilen yeni HTOSP filmi, en iyi ısı dirençliği olan poli(benzimidazol-zink) kimyasal özelliklerine dayanılır.

OSP filmi genellikle depozit sürecinde bulunan organometalik polimer ve küçük organik moleküllerden oluşan, yağlık asitler ve azol birleşmeler gibi. Organometalik polimerler gerekli korozyon dirençliğini, bakra yüzeyi adhesiyonu ve OSP'nin yüzeysel zorluklarını sağlar. Organometalik polimer'in düşürme sıcaklığı PCB kopyalama sürecine karşı çıkmak için lider özgür solucunun erime noktasından daha yüksek olmalı. Yoksa, OSP filmi PCB kopyalama tahtası tarafından işletildikten sonra azaltılacak. OSP filminin degradasyon sıcaklığı genellikle organometalik polimer sıcaklığına bağlı. Bakarın oksidasyon saldırısına etkileyen diğer önemli faktör benzimidazol ve fenilimidazol gibi azol bileşenlerin volatiliyetidir. OSP filminin küçük molekülleri ilk özgür refloz süreci sırasında ortaya çıkacak, bu da bakının oksidasyon direniyetine etkileyecek. Gas hromatografi-kütle spektrometri (GC-MS), termomografim analizi (TGA) ve fotoelektron spektroskopi (XPS) bilimsel olarak OSP'nin ısı direnişini açıklamak için kullanılabilir.

deney

1. Gas hromatografi-kütle spektrometri analizi

Teste edilen bakra tabakları: a) yeni bir HTOSP filmiyle kaplanmıştı; b) sanayi standart OSP filmi; c) başka bir sanayi OSP filmi. Bakar tabağından yaklaşık 0,74-0,79 mg OSP filmini sil. Bu kaplı bakra plakaları ve sıkıştırılmış örnekler, yeni tedavi edilmedi. Bu deney H/P6890GC/MS enstrümanlarını kullanır ve şirci olmadan şurca kullanır. Şifreler boş şiltekler örnek odasında sabit örnekleri direkten çökebilir. Sıçak olmayan şultek, küçük cam tüpündeki örnekleri gaz hromatografinin içerisine transfer edebilir. Taşıyan gazı sürekli sürekli soğuk organik birleşmelerini koleksiyon ve ayrılmak için gaz hromatografik sütununa getirebilir. PCB örneğini sütunun üstüne yakın koyun, sıcak süpürme etkili olarak tekrarlanabilecek. Yeterince örnekler çöküldükten sonra gaz kromatografisi çalışmaya başladı. Bu deneyde, bir RestekRT-1 (0,25mmid*30m, 1,0μm'in film thickness) gaz hromatografi sütunu kullanıldı. Gas kromatografik sütunun sıcaklık yükselmesi program ı: 35°C'de 2 dakika ısınma sonrası sıcaklık 325°C'e başlar ve ısınma oranı 15°C/min. Sıcak çökme koşulları: 2 dakika sonra sıcaklıktan sonra. Ayrılmış volaklı organik ilişkilerin kütle/yük oranı 10-700 daltonun menzilinde kütle spektrometriyle tanınır. Bütün küçük organik moleküllerin tutuklama zamanı da kaydedildi.

2. Thermogravimetrik analiz (TGA)

Aynı şekilde, yeni HTOSP filmi, endüstri standart OSP filmi ve yeni endüstri OSP filmi örneklerde kaplanmış. Yaklaşık 17,0 mg OSP filmi, materyal testi örneği olarak bakır tabaktan yırtıldı. TGA testinden önce ne örnek, ne de film hiçbir yolsuz refloz tedavisi yapamaz. Nitrojen koruması altında TGA test yapmak için TA Aletlerinin 2950TA kullanın. Çalışma sıcaklığı 15 dakika boyunca oda sıcaklığında tutuldu ve sonra 10°C/min hızla 700°C'e yükseldi.

3. Fotoelektron spektroskopi (XPS)

Fotoelektron Spectroscopy (XPS), hem Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), kimyasal yüzey analiz yöntemi. XPS kaplama yüzeyinin 10 nm kimyasal oluşumu ölçülebilir. HTOSP filmini ve endüstri standart OSP filmini bakra tabağında kaplayın, sonra 5 lider özgür reflozu geçin. HTOSP filmini daha önce ve daha sonra analiz etmek için XPS kullanıldı. Sanayi-standart OSP filmi, 5 lider-free reflow'dan sonra XPS tarafından analiz edildi. Kullanılan alet VGESCALABMarkII idi.

4. PCB delik çözülebilirlik testinden

Solderability testi tahtaları (STV) delikten çözülebilirlik testi için kullanılıyor. Toplam 10 solderability testi tahtası STV tablosu (her tablosu 4 STV) vardır. 0,35μm boyunca bir film kalınlığıyla kaplanmış. Bunlardan 5 STV tablosu HTOSP filmiyle kaplanmış, diğer 5 STV tablosu endüstri standart OSP filmiyle kaplanmış. Sonra, kaplanmış STV'ler yüksek sıcaklığın, solder pasta reflou fırınında önümüzlü reflozu tedavilerinin bir dizisini yapıyor. Her teste durumu 0, 1, 3, 5 veya 7 sonraki düzeltmeler içeriyor. Her yeni test durumu için her tür film için 4 STV var. Reflow sürecinden sonra, tüm STV'ler yüksek sıcaklık ve soğuk dalga çözmesi için işlediler. Bütün STV'leri kontrol etmek ve delikler arasından doğru doldurulmuş sayısını hesaplamak üzere delikten çözülebilir. Döşekler arasındaki kabul kriterisi, dolu solucu delikten ya da delikten yukarıya kadar dolu olmalı.

Her STV'nin deliklerinden 1196 tane var.

10 mil delik-Fourgrids,100 delik gridsquareandrou ndpads

20 mil delik-Fourgrids,100 delik gridsquareandrou ndpads

30 mil delik-Fourgrids,100 delik gridsquareandrou ndpads

5. Ateş çökücüsünün dengesini test edin.

OSP filminin solderliğini de dip-tin balans testiyle belirleyebilir. Tpeak=262 derece Celsius'un 7 keresinden sonra sınavı çubuğu çubuğun dengesinin test panelinin HTOS P filmini kapat. Havada refleks tedavi için IR/konveksyon refleksi fırınıyla birleştirilen BTUTRS kullanın. IPC/EIAJ-STD-003A 4.3.1.4 bölümünde "RoboticProcessSystems" otomatik ıslak-tin balans test örü, EF-8000 flux, temiz flux ve SAC305 alloy solder kullanarak ıslak-tin balans testeri yapın.

6. PCB solder bağlama gücü test

PCB karıştırma bağlama gücü çarpma gücü ile ölçülebilir. BGA testi tahtasındaki HTOSP filmini (0,76m m diametri), altında 0,25 ve 0,48μm kalıntısı ve maksimum sıcaklığın 262ÂC hızlı üç lider özgür refloz tedavisi altında kapatın. Solder topu SAC305 alloy (0,76m m diameter) ile uyuşturucu solder pastasını kullanın.