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3.1.2 OSP处理的工艺流程 11
3.2 有机保焊剂的溶剂选择 12
3.3 有机保焊膜的耐热性分析 18
3.3.1 热重分析 18
3.3.1.1 热重分析概述 18
3.3.1.2 热重曲线及分析 19
3.3.2 差示扫描量热分析 21
3.3.2.1 差示扫描量热法概述 21
3.3.2.2 DSC曲线及分析 21
3.4 苯并咪唑与铜离子络合物的结构分析 23
结论 25
致谢 26
参考文献
1 绪论
1.1 课题背景
近年来，电子产品随着科技的发展越来越轻薄，印刷线路板也是越来越向小型化、高密度化发展，因此它的处理与生产工艺也变得更加复杂。随着线路板表面安装技术(SMT)、表面涂覆工艺以及集成电路(IC)技术高速发展和国际环境保护严要求，对线路板制作和表面涂覆性能环境保护的要求也越来越严格，由于热风整平工艺存在不能满足线路板高平整化、更小焊盘、高密度、更小孔径等缺陷，国际环境保护因此严格要求消除热风整平工艺，而有机保焊剂OSP的应用正是实现取代热风整平工艺的最重要的途径之一 [1-4]。有机保焊剂OSP的耐热性高，离子污染性低，方便密距组件的组装(BGA与覆晶FC)，工艺环保，焊垫平整共面，并且还具有成本低和可靠度高等优点，因此，有机保焊剂已经成为了目前最为理想的表面处理技术[5]。
1.2印刷线路板的常见表面处理方式
之所以要对印刷线路板进行表面处理，主要目的就是为了保证精细铜材料的表面的电性能和可焊性。铜在空气中十分容易被氧化，因此需要专门对其处理，隔绝氧气，防止被氧化[6]。以往常用的表面处理方法通常为热风整平（HASL）[7、8]，而随着对生产电子产品的环境保护方面的要求的提高，PCB的表面处理技术要以无铅化为标准进行重新研发、选用和评价，而热风整平工艺因为使用锡铅焊料，污染比较严重，逐渐被化学浸锡[9、10]、化学浸银[11-13]、化镍浸金[14]、有机保焊剂[15、16]等工艺所取代。
1.2.1热风整平
热风整平(HASL)是在PCB表面涂上熔融的锡铅焊料，然后用加热压缩空气整平的工艺，在表面形成一层涂覆层，该层可以防止氧化，也可以提供良好的可焊性。热风整平(HASL)时金属铜与焊料之间形成了金属间络合物，这层焊料的厚度大约有25-50μm。热风整平曾经是PCB最主要的表面处理方法，但是因为它的工艺流程比较脏、危险、难闻，而且污染严重，与环保方面的政策相违背，现在已逐渐被其它新兴工艺所代替，目前大概仅有10%-15%的PCB依然在使用热风整平工艺。
1.2.2浸银
浸银工艺相对快速、简单，介于有机保焊剂OSP与化镍浸金之间。浸银的工艺流程不像化镍浸金一样复杂，不是给PCB加上很厚的一层铠甲，但通过浸银，即使处于潮湿、高温和污染的环境中，铜板仍能提供很好的电性能，保持良好的可焊性，只是铜会失去光泽。因为没有镍在银层的下面，所以浸银工艺没有化学镀镍浸金可以带来的很好的物理强度。浸银过程中发生的是置换反应，因此发生的纯银涂覆几乎是亚微米级。有的浸银工艺中还添加一些有机物用来防止消除银迁移问题，避免银的腐蚀，一般这层有机物很难被检测出来，因为其含量通常少于1%。
1.2.3化镍浸金
化镍浸金是在铜面上涂上一层较厚的，易导电的镍金合金，它能保护铜的时间就相对较长。浸金不像有机保焊剂OSP那样只可以用来防止铜的生锈，它能够在PCB的后续长时间使用中依然保持很好的导电性。另外它对环境的忍耐性也是其它表面处理工艺所比不上的。镀镍主要是用来阻止铜和金之间的相互扩散，如果没有这层镍，仅数个小时，金就会扩散到铜里，导致焊接失败。镍的强度是化镍浸金的另一个特点，镍层的厚度虽然只有5μm，但是可以控制高温下Z方向的膨胀。另外化镍浸金由于可以防止铜溶解，对无铅焊接也很有益处。化镍浸金的通常流程为：酸性清洁-->微蚀-->预浸-->活化-->化学镀镍-->化学浸金；这个过程会用到近百种药品，使用6个化学槽，所以工艺很复杂。