Martes, 02 de noviembre 2010 | Michael Carano, OMG químicos electrónicos
IntroducciónNo se equivoquen sobre esto, el mercado meta soldable en la industria mundial de circuitos impresos es muy grande y sigue creciendo. Ciertamente, no se puede argumentar en contra el hecho de que una parte importante de la I proveedores de productos químicos 'y D son los presupuestos asignados a esta línea de productos. La evidencia reside en la proliferación de las finales de la superficie libre de plomo durante los últimos años. Estos incluyen el oro electrolítico de níquel-inmersión (ENIG), níquel electrolítico de oro electrolítico inmersión paladio (ENEPIG), la plata de la inmersión, inmersión en estaño, la nivelación de aire caliente sin plomo y ENIG selectiva, así como algunos otros que están comenzando a ganar algo de interés en nuestra industria.
Como en cualquier proceso, hay riesgos a la baja, así como los beneficios al alza. En esta entrega mensual de los problemas en su tanque, un panorama general de la tecnología OSP se presenta junto con los parámetros del proceso crítico que debe ser controlado.
OSP Información general
En no tiene sentido en este momento para debatir el ensamblaje sin plomo y el debate acabado final. Es aquí y si su empresa quiere vender placas de circuitos y las asambleas, a continuación, lo mejor es cumplir.Por supuesto, no seguirán siendo las excepciones y exenciones. Pero, para aquellos que no están en la lista corta, los requisitos deben cumplirse los siguientes:
- Los acabados superficiales alternativa debe realizar a través de múltiples ciclos térmicos con menos pastas de activos y flujos.
- El uso de múltiples acabados de metal en el foro de desnudos mismo lugar un nuevo énfasis en la compatibilidad de la capa entre sí y con el módulo de ensamblado actual.
- El aumento de I / O de la demanda y el tono de plomo reducida requieren controles más estrictos sobre los procesos utilizados para fabricar el tablero desnudo. Alta entrada / salida pondrá a prueba los límites de proceso en la proyección de imagen, el grabado, la máscara de soldadura y acabados superficiales.
- paquetes de chips BGA de escala y se encuentra un mayor uso como medio de interconexión.
- Las asambleas son cada vez más difícil de inspeccionar reproceso que requiere que la soldadura óptima las fortalezas conjuntas obtener.
Con estas tendencias y necesidades en mente, una de las cosas ideales que uno puede hacer es conseguir una buena comprensión de la química implicada en la OSP.
La química de la OSP
Uno de los importantes desafíos de trabajar con OSP es procesar PWBs selectivamente, es decir tablas que tienen algunas de las características del circuito chapado en níquel y oro y el cobre desnudo requiere OSP.Convencionales OSP procesos basados en compuestos de cadena larga alkylimidazole y compuestos de bencimidazol sustituido funcionado adecuadamente para proteger el cobre desnudo. Sin embargo, estos materiales también se deposita una película importante en los otros metales como el oro, el estaño y la soldadura. Esta película adicional de interferir con las operaciones posteriores, tales como la vinculación del alambre y la superficie de montaje de QFPs en superficies de soldadura.Además, la resistencia de contacto en el oro aumentó a niveles inaceptables. Así, cuando PTP se fabrican con acabados de metal múltiples, los metales, como el oro o la soldadura, tendría que ser enmascarado para evitar la formación de la película OSP en su superficie.
En algunos casos, el recubrimiento que tienen que ser removidos con el alcohol, la adición de mano de obra adicional y el costo para el proceso de fabricación. Un factor en la promoción de la formación de la película en las superficies de metal en el cobre contenido en muchas formulaciones soldabilidad orgánicos. Los iones de cobre forma un complejo con el ingrediente activo azoles en la química OSP y de hecho ayuda a promover el crecimiento de la película. Cuando una mezcla de cobre y la soldadura placa metálica se procesa a través de este proceso, las formas de OSP en la soldadura y tiene el efecto de la decoloración de la soldadura, por lo que para soldar a largo plazo, literalmente, imposible de conseguir (ver Figura 1).
También se ha determinado que los iones de cobre que forman parte de la película de protección de OSP contribuyen a la contaminación iónica, una situación de estar constantemente analizado por las casas de reunión y de los usuarios finales. Se desea mantener los residuos iónicos lo más bajo posible. Se ha demostrado que el cobre contribuye a la coloración / oscurecimiento de la soldadura y las causas de deshacer la acumulación de residuos en el oro.
Figura 1: Depósito de OSP en el oro.
Por lo tanto, es altamente recomendable que OSP ser de calidad suficiente para permitir el montaje exitoso de los PCB en las condiciones complejas de ensamblaje sin plomo. Este requisito incluye al menos una superficie de doble cara de montaje seguido de soldadura por ola. Además, si un acabado de oro se emplea selectivamente como parte del diseño del circuito, la OSP no debe depositar en la superficie de oro. Para lograr una excelente soldabilidad y prevenir una película orgánica que se deposite en el oro, la tecnología ha avanzado en varios frentes. En primer lugar, la próxima generación química OSP se basa en aril-imidazoles fenilo.
Esta próxima generación de proceso de OSP emplea una combinación de un compuesto de fenil imidazol mezclado en una solución acuosa con ácido acético, un agente complejante y un compuesto iónico soluble en agua. La combinación de estos aditivos permite el recubrimiento uniforme de la película orgánica en el cobre sin la construcción de una cantidad apreciable en las superficies de cobre no. Después de la placa de circuito impreso se ha preparado en un limpiador ácido, seguido de una micro-grabado, el revestimiento OSP se aplica a la PLP ya sea por inmersión, pulverización o revestimiento de las inundaciones. Mientras que la OSP espesor de la película es autolimitada, PSO comercialmente disponibles ofrecen espesor de 1.000 angstroms hasta un máximo de 6.000 angstroms.
Para evitar el excesivo espesor de la película OSP en el cobre, así como negar cualquier depósito apreciable en oro u otros metales (incluyendo la plata), una formulación única OSP era necesario. En segundo lugar, una clave para el desarrollo de este proceso iba a ser capaz de crecer un La mayoría de espesor de la película (lo más uniforme posible) sin la necesidad de la adición de iones de cobre a la solución de OSP. PSO comercialmente disponibles no pueden mantener un espesor suficiente en la ausencia de cobre. El compuesto phenylimidazole única muestra en las Figuras 2 y 3 proporciona suficiente espesor de la película sin depositar cualquier material orgánico en el oro o la plata. Este proceso uniforme depósitos de 1.500 a 2.500 angstroms de la película orgánica en el cobre.Ahora, hay OSP procesos que depositan espesores considerablemente mayor de la película orgánica. Eso está muy bien siempre y cuando el revestimiento resistente a múltiples excursiones térmicas en condiciones de ensamblaje sin plomo y no manchar el oro (si existe).
Figura 2: Desarrollo de ingrediente activo.
Figura 3: revestimiento OSP. Nota: uniforme OSP película sobre la superficie de cobre (1800 angstroms), sin evidencia de mala cobertura.En la columna del próximo mes, voy a presentar los parámetros críticos del proceso requerido para hacer funcionar de forma fiable OSP.
Michael Carano es con OMG químicos electrónicos (antes Electrochemicals), un desarrollador y distribuidor de los procesos y materiales para la cadena de abastecimiento de este sector incluyendo la fabricación de la PTP, la producción de células solares, el envasado y la metalización electrónica sin plomo. Ha estado involucrado en el PLP, en general de acabados metálicos para la industria fotovoltaica más de 29 años. Su enfoque principal es en las tecnologías de la metalización, galvanización, acabados soldables, IDH, de metal selectiva de acabado, el embalaje de semiconductores y procesos de imagen. Él también busca nuevas maneras de aumentar la competitividad de los clientes de OMG a través de la introducción de procesos innovadores y respetuosos del medio ambiente. Mike también está involucrado en la planificación estratégica y la formulación de plan de trabajo de tecnología e implementación. Carano ha publicado más de 75 artículos técnicos y ha presentado numerosos documentos de otros en todo el mundo. Él es el titular de nueve patentes de EE.UU. y más de 20 patentes internacionales que atienden a una variedad de temas, incluyendo placas, los procesos de metalización y técnicas de fabricación del PLP. Él es el ex presidente de la CIP Proveedores Consejo de Gestión y actualmente es miembro del comité de IPC Planes a Largo Plazo. Michael es también un miembro del Consejo de Administración de la IPC y está sirviendo a un tercer mandato.
Tiene una licenciatura en Ciencias Químicas por la Universidad Estatal de Youngstown, donde también ha completado dos años de estudios de posgrado en química de polímeros y se ha ganado un MBA en Marketing Internacional de Baker College. Para contactar con Michael, haga clicaquí. Para seguirlo en Twitter, haga clic aquí.
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