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摘要：为了满足电子工业对铅失效的迫切要求，印刷电路板PCB工业将包括有机保护膜（OSP、沉银、沉锡和化学镍沉淀在内的最终表面处理从热风平坦化锡（锡铅共晶）转移到其他表面处理。OSP由于膜的优异焊接性、过程的简单性以及操作成本低，被认为是最佳选择。
在本说明书中，热解吸气相色谱质谱分析法TD？GCMS、使用热重量分析法TGA和光电子能谱分析法XPS，分析了下一代耐高温OSP膜的耐热特性。气相色谱耐高温OSP试验影响膜HTOSP内焊接性的小分子有机成分，同时，抗高温OSP膜内的烷基苯并咪唑？HT显示具有非常小的易失性。另一方面，TGA数据表示HTOSP膜比以往的工业标准OSP膜具有更高的分解温度。XPS数据显示，耐高温OSP经过5次无铅回流后，氧气含量仅增加了约1%。以上改善直接关系到工业的无铅焊接要求。
OSP膜长年被用于由与铜、锌等过渡金属元素反应的偶氮类化合物（azore）形成的有机金属聚合物膜中。许多研究揭示了金属表面溶胶化合物的腐蚀抑制机制。G.p.Brown成功合成苯并咪唑以及铜I I、锌（II）以及其他过渡金属元素的有机金属聚合物，通过TGA记述了聚苯并咪唑锌的优良耐高温特性。G.p.Brown的TGA数据表明，聚苯并咪唑锌）的分解温度在空气中达到400°C，在氮保护气氛下达到500°C，聚苯并咪唑铜的分解温度只不过是250°C。最近开发的新HTOSP膜基于聚苯并咪唑锌）的化学特性，具有最佳的耐热性。
OSP膜主要由有机金属聚合物和有机小分子夹在脂肪酸和溶胶化合物等沉积过程中构成。有机金属聚合物提供必要的耐腐蚀性、铜表面粘结性和OSP表面硬度。有机金属聚合物的分解温度必须高于PCB抄板无铅焊接材料的熔点以接受无铅过程处理。否则OSP膜在PCB抄板无铅处理后被分解。OSP膜的分解温度很大程度上取决于有机金属聚合物的耐热性。影响铜抗氧化的另一个重要因素是苯并咪唑和诸如苯基咪唑等偶氮化合物的挥发性。OSP膜的小分子在无铅回流中蒸发，影响铜的抗氧化性。气相色谱使用质量分析（GCω63；MS、热重量分析法TGA和光电子能谱分析XPS，可以科学地说明OSP的耐热性。
实证
1.气相色谱质量分析
在这些测试的铜板中，a）新型HTOSP膜，b）工业标准OSP膜及；c）其他工业用OSP胶片。从铜板上刮落了约0.74~0.79mg的OSP膜。这些涂布的铜板和刮擦的样品都没有被回流处理。在本实验中H／P6890GC／MS使用了仪器，使用了无针筒注射器。无针筒注射器可以在注入室内直接解吸固体样品。无针气缸可以将细微的纸箱内的样品移到气相色谱的入口内。载气可以不断地将挥发性有机物带入气相色谱仪列内进行收集和分离。将样品放置在靠近柱子的前端，有效地重复热解吸。充分的样品脱附后，气相色谱开始工作，本实验中RestekRT？1（0.25 mmidtimes；30m，膜厚1.0mu；m）气相色谱列。气相色谱列的升温步骤：在35℃加热2分钟后，开始升温至325℃，升温速度为15℃/min。热解吸条件为250°C加热2分钟后。质量分析是10？检测具有700dalttons范围的质量/电荷比的分离挥发性有机物。还记录了所有有机小分子的保持时间。
2.热重量分析法TGA
同样，将新的HTOSP胶卷、工业标准的OSP胶卷以及其他工业用OSP胶卷分别涂在模板上。从铜板上作为材料试验样品，刮落了约17.0mg的OSP膜。TGA试验前的样品和薄膜均未接受无铅回流处理。TA使用设备公司的2950TA在氮保护下进行TGA试验。工作温度在室温下维持15分钟，然后以10°C/min的速度上升到700°C。
3.光电子能谱分析法（XPS）
光电子能谱分析法（XPS）也称为化学分析电子能谱ESCA），是化学表面分析法。XPS可以测量涂覆表面10nm的化学组成。HTOSP将膜和工业标准OSP膜涂在铜板上，然后进行5次无铅回流。用XPS分析了回流处理前后的HTOSP膜。同样使用XPS，分析5次无铅回流后的工业标准OSP膜，使用的设备是VGESCALABMarkII。
4.通孔焊接性试验
可焊性测试板STVs），通孔进行了焊接性试验。合计10个可焊性测试板STV阵列（各阵列4个STVs）的涂敷膜厚度约为0.35mu。m在5个STV阵列上涂抹HTOSP膜，在5个STV阵列上涂抹工业标准的OSP膜。之后，涂膜后的STVs在焊接膏回流炉内经过了一系列高温、无铅回流处理。各测试条件包括0、1、3、5或7次连续回流。各胶卷必须具有4个STVs的回流试验条件。回流处理后，所有STVs都经过高温和无铅变化焊接处理。通孔焊接性可以通过对各STV进行检查，计算正确填充的通孔的数量来决定。通孔检查的基准是填充的焊接材料必须填充在电镀通孔的顶部或通孔的上端边缘。
各STV是1196个通孔
10milholes-Fourgrids，100holeseachgridsquareandrou ndpads
20milholes-Fourgrids，100holeseachgridsquareandrou ndpads
30milholes-Fourgrids，100holeseachgridsquareandrou ndpads
5.焊接天平的焊接性测试
OSP膜的焊接性也可以通过锡附着天平试验来确定*。在锡天平测试模板上HTO涂抹S p膜，无铅回流7次后，Tpeak=262℃。BTUTRS使用结合IR／convection回流炉在空气中进行了回流处理。根据IpC/EIIAJ-STD-003A第4.3.1.4部分进行锡天平测试，使用ldquo。RoboticprocessSysteMSrdquo;自动锡附着天平测试仪，EF？8000助焊剂、无清洁助焊剂、以及SAC305合金焊接材料。
6.焊接结合力测试
焊接结合力可以通过测定剪切力来测定。BGA在焊盘试验板（直径0.76mm）上涂抹HTOSP膜，其厚度分别为0.25和0.48mu。进行了3次最高温度262°C的无铅回流处理。用匹配的糊剂焊接在衬垫上，焊接球是SAC305合金（直径0.76mm）。DagePC-400粘着力试验仪中200mu；以m/see的剪切速度进行了剪切试验。
