CN103884726A

CN103884726A - Osp膜厚的测量方法

Info

Publication number: CN103884726A
Application number: CN201410077105.7A
Authority: CN
Inventors: 梁朝辉; 杨颖�
Original assignee: Fifth Electronics Research Institute of Ministry of Industry and Information Technology
Current assignee: Fifth Electronics Research Institute of Ministry of Industry and Information Technology
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-06-25

Abstract

本发明公开了一种OSP膜厚的测量方法，包括如下步骤：（1）取样，在样品的OSP膜表面喷镀一层金属镀层；（2）在金属镀层表面涂覆环氧树脂胶，烘烤使环氧树脂胶固化；（3）制作切片，用扫描电镜测量OSP膜的厚度。本发明的测量方法通过直接在OSP膜表面进行喷镀和涂覆环氧胶、将待测OSP膜保护起来后再进行切片制作，利用扫描电镜可直观地观察OSP镀膜均匀性，从而对OSP膜覆盖程度进行评估，且可以直接对膜厚进行测量。其测试结果重现性和精确度高，所得数据便于工程参考和对比。

Description

OSP膜厚的测量方法

技术领域

本发明涉及印制线路技术领域，特别是涉及一种OSP膜厚的测量方法。

背景技术

OSP是OrganicSolderabilityPreservatives的简称，是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的主要工艺之一。简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又很容易被助焊剂迅速清除，如此可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。OSP具备许多优点，例如与焊盘铜之间没有IMC形成，允许焊接时焊料和铜直接焊接（润湿性好），低温加工工艺，成本低（低于HASL），加工时的能源使用少等等。OSP工艺的不足之处是所形成的保护膜极薄，必须精心操作和运放；同时，经过多次高温焊接过程的OSP膜（指未焊接连接盘上的OSP膜）会发生退化，影响可焊性和可靠性。OSP层厚度不容易测量，对涂层的覆盖面程度也不容易看出，所以OSP膜的质量稳定性较难评估。

目前行业内对OSP膜的测量、评估方法主要分为两种，一种是通过OSP膜厚测量仪测量，另一种是采用化学方法将OSP溶解后对溶液利用分光光度计进行分析，并通过生产实践的经验值对膜厚进行换算和评估。

现有技术中，利用OSP膜厚测量仪的原理在于，通过分析可见光谱中不同波长的光谱分别在铜箔表面和OSP镀层表面上反射后形成的新的关于波长的数据信息来测量OSP镀层的厚度，其缺点在于，一般OSP膜厚仅有零点几微米甚至更薄，利用光谱反射所测得的数据误差较大，且采用不同OSP药水厂家所覆的OSP膜往往成分有不同，导致不同成分OSP测量结果的误差不相同，从而无法对不同厂家的OSP膜厚进行对比。采用化学方法溶解OSP膜、利用分光光度计分析，缺点在于，首先，这种方法是以假设OSP膜在整个焊盘上的厚度十分均匀为前提进行分析，因此无法评价OSP镀膜质量；其次，采用分光光度计所测得的结果仅能通过工厂生产实践的经验值进行评估，无法直接获得OSP膜厚较为准确的数据。

目前没有通过制作切片的方法测量OSP膜的方法，原因在于，其一，OSP膜为有机膜，在切片制作的过程中会与固封切片所用的树脂相互溶解，从而无法对OSP膜进行评估；其二，OSP膜容易与固封切片所用的树脂之间形成良好粘接、在切片的研磨过程中易与铜面分离从而导致测量结果误差偏大。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种OSP膜厚的测量方法。

具体的技术方案如下：

一种OSP膜厚的测量方法，包括如下步骤：

（1）取样，在样品的OSP膜表面喷镀一层金属镀层；

（2）在金属镀层表面涂覆环氧树脂胶，烘烤使环氧树脂胶固化；

（3）制作切片，用扫描电镜测量OSP膜的厚度。

在其中一个实施例中，所述金属镀层的材料为金、铂金或银等导电性能良好的金属。

在其中一个实施例中，所述金属镀层的厚度为10-30nm。

在其中一个实施例中，步骤（2）中，所述烘烤的工艺参数为：烘烤温度为100-140℃，烘烤时间为1.5-2h。

在其中一个实施例中，所述环氧树脂胶涂覆的量为0.05-2.0g/cm²。

本发明的有益效果如下：

针对现有测量方法中误差较大、无法直观地获得OSP膜厚数据的问题，本发明提供一种OSP膜厚的测量方法。本发明旨在提供一种测试结果重现性高的利用切片测量金属镀层厚度的方法。通过直接在OSP膜表面进行喷镀和涂覆环氧胶、将待测OSP膜保护起来后再进行切片制作，利用扫描电镜可直观地观察OSP镀膜均匀性，从而对OSP膜覆盖程度进行评估，且可以直接对膜厚进行测量。其测试结果重现性和精确度高，所得数据便于工程参考和对比。

附图说明

图1为实施例1样品的扫描电镜图；

图2为实施例2样品的扫描电镜图；

图3为对比例样品的扫描电镜图。

具体实施方式

本发明所使用的原料如下：

上海洛邦化工有限公司生产的单组份环氧树脂胶；

石家庄利鼎电子材料有限公司生产的单组份环氧树脂胶。

以下结合实施例对本申请做进一步的阐述。

实施例1

本实施例一种OSP膜厚的测量方法，包括如下步骤：

（1）从电路板上切下需测量的OSP焊盘作为样品，并在样品的OSP膜表面喷镀12nm的金镀层；

（2）对喷镀金镀层后的焊盘表面涂覆1.8g/cm²的上海洛邦化工有限公司生产的单组份环氧树脂胶；将涂覆环氧胶的样品放入烘箱，设置烘烤温度为100℃，烘烤时间为2h，待烘烤结束后，自然冷却至室温；

（3）将上述步骤处理后的样品固封成切片后进行研磨，获得需要测量膜厚的截面；用扫描电子显微镜测量OSP膜的厚度。

以此方法对3个样品进行测试，测得的OSP膜厚分别为0.67μm（如图1所示）、0.53μm、0.78μm。

实施例2

本实施例一种OSP膜厚的测量方法，包括如下步骤：

（1）从电路板上切下需测量的OSP焊盘作为样品，并在样品的OSP膜表面喷镀26nm的铂金镀层；

（2）涂覆：对喷镀铂金镀层后的焊盘表面涂覆0.05g/cm2的石家庄利鼎电子材料有限公司生产的单组份环氧树脂胶；将涂覆环氧胶的样品放入烘箱，设置烘烤温度为140℃，烘烤时间为1.5h，待烘烤结束后，自然冷却至室温；

以此方法对3个样品进行测试，测得的OSP膜厚分别为0.38μm（如图2所示）、0.41μm、0.53μm。

对比例

本对比例一种OSP膜厚的测量方法，包括如下步骤：

（1）从电路板上切下需测量的OSP焊盘作为样品；

（2）在上述样品的焊盘表面涂覆0.05g/cm²的石家庄利鼎电子材料有限公司生产的单组份环氧树脂胶；将涂覆环氧胶的样品放入烘箱，设置烘烤温度为140℃，烘烤时间为1.5h，待烘烤结束后，自然冷却至室温；

对比例样品的扫描电镜图如图3所示。

通过对比实施例和对比例的扫描电镜图，可以看出，图1和图2中，可以直接观察样品表面OSP膜的形貌，可对其厚度直接进行测量，而对比例的样品表面（图3）已无法观察到OSP膜，也因此无法对其厚度进行测量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种OSP膜厚的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）取样，在样品的OSP膜表面喷镀一层金属镀层；

（3）制作切片，用扫描电镜测量OSP膜的厚度。

2.根据权利要求1所述的OSP膜厚的测量方法，其特征在于，所述金属镀层的材料为金、铂金或银。

3.根据权利要求1或2所述的OSP膜厚的测量方法，其特征在于，所述金属镀层的厚度为10-30nm。

4.根据权利要求1所述的OSP膜厚的测量方法，其特征在于，步骤（2）中，所述烘烤的工艺参数为：烘烤温度为100-140℃，烘烤时间为1.5-2h。

5.根据权利要求1-4任一项所述的OSP膜厚的测量方法，其特征在于，所述环氧树脂胶涂覆的量为0.05-2.0g/cm²。