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PCB科技 - OSP膜在PCB複製板無鉛工藝中的效能與表徵

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PCB科技 - OSP膜在PCB複製板無鉛工藝中的效能與表徵

OSP膜在PCB複製板無鉛工藝中的效能與表徵

2021-11-22
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Author:iPCBer

OSP膜在無鉛過程中的效能和表徵 印刷電路板 複印板

OSP膜主要由有機金屬聚合物和沉積過程中夾帶的小有機分子組成,如脂肪酸和唑化合物。 有機金屬聚合物提供了OSP所需的耐腐蝕性、銅表面附著力和表面硬度。 有機金屬聚合物的降解溫度必須高於無鉛焊料的熔點,才能承受無鉛過程。 否則,經無鉛工藝處理後,OSP膜將降解。 OSP膜的降解溫度在很大程度上取決於有機金屬聚合物的耐熱性。 影響銅抗氧化性的另一個重要因素是唑類化合物的揮發性,例如苯並咪唑和苯並咪唑。 在無鉛回流過程中,OSP膜的小分子將蒸發,這將影響銅的抗氧化性。 氣相色譜-質譜(GC-MS)、熱重分析(TGA)和光電子能譜(XPS)可用於科學解釋OSP的耐熱性。

iPCB

氣相色譜-m

ass光譜分析

測試銅板塗有:a)新的HTOSP膜; b)行業標準OSP膠片; 和c)另一種工業OSP薄膜。 從銅板上刮下約0.74-0.79 mg OSP膜。 這些塗層銅板和刮下的樣品沒有經過任何回流處理。 本實驗使用H/P6890GC/MS儀器,使用無注射器的注射器。 無注射器注射器可以直接解吸樣品室中的固體樣品。 無注射器的注射器可以將小玻璃管中的樣品轉移到氣相色譜儀的入口。 載氣可以連續將揮發性有機化合物帶入氣相色譜柱進行收集和分離。 將樣品放在靠近色譜柱頂部的位置,以便可以有效地重複熱解吸。 解吸足够的樣品後,氣相色譜開始工作。 在本實驗中,使用了RestekRT-1(0.25mmid*30m,膜厚1.0mm)氣相色譜柱。 氣相色譜柱的升溫程式:在35°C下加熱2分鐘後,溫度開始上升到325°C,升溫速率為15°C/最小值。熱脫附條件為:在250°C下加熱2分鐘後。 通過質譜法在10-700道爾頓範圍內檢測分離的揮發性有機化合物的質量/電荷比。 還記錄了所有有機小分子的保留時間。


熱重分析(TGA)

類似地, 一種新的HTOSP膠片, 行業標準OSP膠片, 並在樣品上塗覆了另一層工業OSP膜. 大約17.從銅板上刮下0 mg OSP膜作為資料測試樣品. TGA測試前, 樣品和薄膜都不能進行無鉛回流處理. 使用TA Instruments’2950TA在氮氣保護下進行TGA測試. 工作溫度在室溫下保持15分鐘, 然後以10°C的速率新增到700°C/min.


光電子能譜(XPS)

Photoelectron Spectroscopy (XPS), also called Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), 是一種化學表面分析方法. XPS可以量測塗層表面的10nm化學成分. 在銅板上塗覆HTOSP膜和行業標準OSP膜, 然後進行5次無鉛回流. XPS用於分析回流處理前後的HTOSP膜. 通過XPS分析了5次無鉛回流後的行業標準OSP膜. 使用的儀器是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 0.35m米, 其中5個STV陣列塗有HTOSP膜, 另外5個STV陣列塗有行業標準的OSP膜. 然後, 塗層STV經受一系列高溫, 錫膏回流爐中的無鉛回流處理. 每個測試條件包括0, 1, 3, 5或7次連續回流. 對於每種回流測試條件,每種類型的膠片有4個STV. 回流過程後, 所有STV均經過高溫無鉛波峰焊接處理. 通孔可焊性可以通過檢查每個STV並計算正確填充的通孔數量來確定. 通孔的驗收標準是,填充的焊料必須填充到電鍍通孔的頂部或通孔的上邊緣.


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. 在浸錫天平的測試板上塗上HTOS P膜, 7次無鉛回流後, t峰值=262攝氏度. 將BTUTR與IR結合使用/對流回流爐在空氣中回流. 根據IPC進行濕平衡測試/EIAJ-STD-003A第4節.3.1.4, 使用“RoboTIcProcessSystems”自動濕平衡測試儀, EF-8000焊劑, 非清潔助焊劑和SAC305合金焊料.


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), 其厚度為0.25和0.分別為48mm, 並在最高溫度為262°C的條件下進行3次無鉛回流處理.