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Tecnologia PCB
Prestazioni e caratterizzazione della pellicola OSP nel processo senza piombo della scheda di copia PCB
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Prestazioni e caratterizzazione della pellicola OSP nel processo senza piombo della scheda di copia PCB

Prestazioni e caratterizzazione della pellicola OSP nel processo senza piombo della scheda di copia PCB

2021-11-22
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Author:iPCBer

Performance and Characterization of OSP Film in the Lead-Free Process of PCB Copy Board

Il film OSP è composto principalmente da polimeri organometallici e piccole molecole organiche, come acidi grassi e composti azolici, intrappolati durante il processo di deposizione. I polimeri organometallici forniscono la resistenza alla corrosione necessaria, l'adesione superficiale del rame e la durezza superficiale di OSP. La temperatura di degradazione del polimero organometallico deve essere superiore al punto di fusione della saldatura senza piombo per resistere al processo senza piombo. In caso contrario, il film OSP si degrada dopo essere stato elaborato da un processo senza piombo. La temperatura di degradazione del film OSP dipende in gran parte dalla resistenza al calore del polimero organometallico. Un altro fattore importante che influenza la resistenza all'ossidazione del rame è la volatilità dei composti azolici, come benzimidazolo e fenilimidazolo. Le piccole molecole del film OSP evaporano durante il processo di riflusso senza piombo, che influenzerà la resistenza all'ossidazione del rame. La gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS), l'analisi termogravimetrica (TGA) e la spettroscopia fotoelettronica (XPS) possono essere utilizzate per spiegare scientificamente la resistenza al calore di OSP.

ipcb

Gascromatografia-m

ass spectrometry analysis

Le lastre di rame testate sono state rivestite con: a) una nuova pellicola HTOSP; b) un film OSP standard del settore; e c) un altro film OSP industriale. Scrape circa 0,74-0,79 mg di pellicola OSP dalla piastra di rame. Queste lastre di rame rivestite e i campioni raschiati non hanno subito alcun trattamento di riflusso. Questo esperimento utilizza lo strumento H/P6890GC/MS e utilizza la siringa senza siringa. Le siringhe prive di siringhe possono desorbire direttamente i campioni solidi nella camera del campione. La siringa senza siringa può trasferire il campione nel piccolo tubo di vetro all'ingresso del gascromatografo. Il gas vettore può portare continuamente i composti organici volatili alla colonna del gascromatografo per la raccolta e la separazione. Posizionare il campione vicino alla parte superiore della colonna in modo che il desorbimento termico possa essere ripetuto efficacemente. Dopo aver desorbito abbastanza campioni, la gascromatografia ha iniziato a funzionare. In questo esperimento è stata utilizzata una colonna di gascromatografia RestekRT-1 (0,25mmid30m, spessore del film di 1,0μm). Il programma di aumento della temperatura della colonna di gascromatografia: Dopo il riscaldamento a 35°C per 2 minuti, la temperatura inizia a salire a 325°C e il tasso di riscaldamento è 15°C/min. Le condizioni di desorbimento termico sono: dopo il riscaldamento a 250°C per 2 minuti. Il rapporto massa/carica dei composti organici volatili separati è rilevato mediante spettrometria di massa nell'intervallo 10-700dalton. Viene anche registrato il tempo di ritenzione di tutte le piccole molecole organiche.


Analisi termogravimetrica (TGA)

Allo stesso modo, a new HTOSP film, un film OSP standard del settore, and another industrial OSP film were coated on the samples. Circa 17.0 mg of OSP film was scraped from the copper plate as a material test sample. Prima della prova TGA, neither the sample nor the film can undergo any lead-free reflow treatment. Utilizzare 2950TA di TA Instruments per eseguire la prova TGA sotto protezione di azoto. The working temperature was kept at room temperature for 15 minutes, e poi aumentato a 700°C ad una velocità di 10°C/min.


Photoelectron spectroscopy (XPS)

Photoelectron Spectroscopy (XPS), also called Chemical Analysis Electron Spectroscopy (ESCA), è un metodo chimico di analisi superficiale. XPS can measure the 10nm chemical composition of the coating surface. Rivestire il film HTOSP e il film OSP standard industriale sulla piastra di rame, and then go through 5 lead-free reflows. XPS è stato utilizzato per analizzare la pellicola HTOSP prima e dopo il trattamento di reflow. The industry-standard OSP film after 5 lead-free reflow was also analyzed by XPS. Lo strumento utilizzato era VGSCALABMarkII.


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, di cui 5 matrici STV rivestite con film HTOSP, and the other 5 STV arrays are coated with industry standard OSP film. Poi, the coated STVs undergo a series of high-temperature, Trattamenti di riflusso senza piombo nel forno di riflusso della pasta di saldatura. Each test condition includes 0, 1, 3, 5 o 7 riflusso consecutivi. There are 4 STVs for each type of film for each reflow test condition. Dopo il processo di riflusso, all STVs are processed for high temperature and lead-free wave soldering. La saldabilità del foro passante può essere determinata ispezionando ogni STV e calcolando il numero di fori passanti correttamente riempiti. The acceptance criterion for through holes is that the filled solder must be filled to the top of the plated through hole or the upper edge of the through hole.


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. Coat the HTOS P film on the test panel of the dipped tin balance, dopo 7 volte di riflusso senza piombo, Tpeak=262. Use BTUTRS combined with IR/Forno a riflusso convecTIon per riflusso nell'aria. Conduct the wet balance test in accordance with IPC/EIAJ-STD-003A sezione 4.3.1.4, utilizzando il tester automatico di bilanciamento del bagnato "RoboTIcProcessSystems", EF-8000 flux, Flusso non pulito e saldatura in lega 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), il cui spessore è 0.25 e 0.48μm respectively, e subisce tre trattamenti di reflow senza piombo con una temperatura massima di 262°C.