关于PCB抄板无铅制程OSP膜的性能及表征

文章摘要：3.光电子能谱分析法光电子能谱分析法利用光电电离和发射光电子能量分散的分析方法，研究样品表面的成分和电子状态。氧（1s）、铜（2p）和锌（2p）的结合能最高点在XPS谱分别显示为532-534eV、932-934eV和1022eV。此技术可为样品最外层10nm的表面成分做定量分析。通过分析，HT0SP膜在无铅回流处理前含有5.02％的氧和0.24％的锌。经过5次无铅回流后，HT0SP膜含氧和锌分别为6.2％和0.22％。经过5次无铅回流后，铜含量从0.60％增加到1.73％。铜离子增加的原因可能是低层的铜离子在回流过程中迁移至表层。E.K.Changetc[8]也通过使用光电子能谱分析法进行工

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　　3.光电子能谱分析法

　　光电子能谱分析法利用光电电离和发射光电子能量分散的分析方法，研究样品表面的成分和电子状态。氧（1s）、铜（2p）和锌（2p）的结合能最高点在XPS谱分别显示为532-534eV、932-934eV和1022eV。此技术可为样品最外层10nm的表面成分做定量分析。通过分析，HT0SP膜在无铅回流处理前含有5.02％的氧和0.24％的锌。经过5次无铅回流后，HT0SP膜含氧和锌分别为6.2％和0.22％。经过5次无铅回流后，铜含量从0.60％增加到1.73％。铜离子增加的原因可能是低层的铜离子在回流过程中迁移至表层。

　　E.K.Changetc[8]也通过使用光电子能谱分析法进行工业标准的0SP膜的表面分析。没有经过任何回流处理前，氧含量为5.0％，然后在空气中分别进行1次和3次传统SnPb回流后，其氧含量分别增加至9.1％和11.0％。另外也报道，在经过氮气保护，一次SnPb回流后，其氧含量增加至6.5％。本实验中，光电子能谱显示工业标准的0SP膜在经过5次无铅回流后，其氧含量增加到12.5％。所以，在5次无铅回流前后，氧含量增加7.5％，大于HT0SP膜的1.2％氧含量的增值。

　　铜的焊接性能在很大程度上取决于铜的氧化程度以及所使用助焊剂的强弱。所以，用XPS所测出氧的含量是0SP膜耐热性能的一个很好的指标。和工业标准的0SP膜相比，HT0SP具有更好的耐热性能。

　　经过5次无铅回流后，变色测试显示HT0SP膜基本无变色，而工业标准的0SP膜则明显变色。变色测试结果与XPS的分析结果一致。

　　4.可焊性测试

　　沾锡天平测试显示经过多次无铅回流后，HT0SP膜的通孔可焊性高于现在工业标准的0 S P 膜。这与HTOSP膜的耐热性相一致。随着无铅回流次数的增加，T.（timetozero）会逐渐增加，但最大的沾锡力会慢慢下降。然而，经过7次无铅回流后HT0SP膜仍可维持其优异的可焊性。剪切测试显示剪切力逐渐增加并达到了25N的最高点。由于剪切力取决于剪切的横截面，因此结果因焊球的形状与剪切和焊盘之间的间隙不同而不同。本文作者认为只要铜表面有足够的保护，防止铜氧化，剪切力就不受限于OSP膜的厚度。

　　结论

　　1.与其他所测试的0SP膜相比，用于HT0SP膜的烷基苯并咪唑-HT挥发性最低。

　　2.与其他所测试的0SP膜相比，HT0SP膜的降解温度最高。

　　3.经过5次无铅回流后，HT0SP膜的氧含量仅增加了1％，而工业标准的0SP膜则增加了7．5％。同时，HT0SP膜基本不变色。

　　4.由于HT0SP膜优异的耐热性，其经过超过3次无铅回流后，在通孔测试和沾锡天平测试中其仍具有提供优异的焊接性。

　　5.HTOSP膜可提供高可靠性的焊接点，剪切测试可证明此可靠性。

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