PCB抄板无铅制程OSP膜的性能及表征
摘要：PCB抄板为了满足电子工业对于禁用铅的迫切要求，印刷电路板（PCB抄板）工业正将最后表面处理从热风整平的喷锡（锡铅共晶）转移到其他表面处理，其中包括有机保护膜（OSP）、沉银、PCB抄板沉锡以及化学镍沉金。由于OSP膜的优异可焊性、工艺简单易行以及低操作成本，被认为是最佳的选择。
由于OSP（有机可焊保护膜）的优异PCB抄板可焊性、工艺简单易行以及低成本，被认为是最佳的PCB抄板表面处理工艺。
本论文使用热脱附—气相色谱—质谱分析法PCB抄板（TD-GC-MS）、热重量分析法（TGA）以及光电子能谱分析法（XPS）分析新一代耐高温OSP膜的相关耐热特性。气相色谱测试耐高温OSP膜（HTOSP）PCB抄板内影响可焊性的小分子有机成分，同时说明耐高温OSP膜内的烷基苯并咪唑-HT具有极小的挥发性。而TGA数据表明HTOSP膜与现行工业标准的OSPPCB抄板膜相比具有更高的降解温度。XPS数据显示耐高温OSP经过5次无铅回流后，氧含量仅增加了约1％。PCB抄板以上改进与工业无铅可焊性的要求直接有关。
OSP膜用于电路板已有多年PCB抄板，是由于唑类化合物（azole）与过渡金属元素发生反应，如铜和锌，PCB抄板而形成的有机金属聚合物薄膜。许多研究[1,2,3]都揭示金属表面上唑类化合物的腐蚀抑制机理。G.P.Brown[3]成功地合成了苯并咪唑和铜（ I I ） 、锌（II）以及其他过渡金属元素的有机金属聚合物，并通过TGA描述了聚（苯并咪唑—锌）优异的耐高温特性。G.P.Brown的TGA数据显示聚PCB抄板（苯并咪唑—锌）的降解温度在空气中高达
OSP膜主要由有机金属聚合物和在沉积过程中夹带有机小分子组成，如脂肪酸和唑类化合物。有机金属聚合物提供必须的抗腐蚀性、铜表面粘附性和OSP的表面硬度。有机金属聚合物的降解温度必须高于无铅焊料的熔点才能经受无铅制程处理。否则，OSP膜会在经过无铅制程处理后降解。OSP膜的降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重要因素是唑类化合物的挥发性，如苯并咪唑和苯基咪唑。OSP膜的小分子在无铅回流过程中会蒸发，因此会影响铜的抗氧化性。