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PCB線路板基板之OSP工藝簡(jiǎn)介

2020-11-21 18:16:50

OSP是Organic Solderability Preservatives 的簡(jiǎn)稱(chēng),中譯為有機(jī)保焊膜,又稱(chēng)護(hù)銅劑,英文亦稱(chēng)之Preflux。 簡(jiǎn)單的說(shuō)OSP就是在潔凈的裸銅表面上,以化學(xué)的方法長(zhǎng)出一層有機(jī)皮膜,這層膜具有防氧化,耐熱沖擊,耐濕性,用以保護(hù)銅表面于常態(tài)環(huán)境中不再繼續(xù)生銹(氧化或硫化等);但在后續(xù)的焊接高溫中,此種保護(hù)膜又必須很容易被助焊劑所迅速清除,如此方可使露出的干凈銅表面得以在極短時(shí)間內(nèi)與熔融焊錫立即結(jié)合成為牢固的焊點(diǎn)。
 
   其實(shí)OSP并非新技術(shù),它實(shí)際上已經(jīng)有超過(guò)35年,比SMT歷史還長(zhǎng)。OSP具備許多好處,例如平整面好,和焊盤(pán)的銅之間沒(méi)有IMC形成,允許焊接時(shí)焊料和銅直接焊接(潤(rùn)濕性好),低溫的加工工藝,成本低(可低于HASL),加工時(shí)的能源使用少等等。OSP技術(shù)早期在日本十分受歡迎,有約4成的單面板使用這種技術(shù),而雙面板也有近3成使用它。在美國(guó),OSP技術(shù)也在1997年起激增,從1997以前的約10%用量增加到1999年的35%。
 
   OSP有三大類(lèi)的材料:松香類(lèi)(Rosin),活性樹(shù)脂類(lèi)(Active Resin)和唑類(lèi)(Azole)。目前使用最廣的是唑類(lèi)OSP。唑類(lèi)OSP已經(jīng)經(jīng)過(guò)了約5代的改善,這五代分別名為BTA,IA,BIA,SBA和最新的APA。
 
    PCB電路板OSP的工藝流程:
 
    除油-->二級(jí)水洗-->微蝕-->二級(jí)水洗-->酸洗-->DI水洗-->成膜風(fēng)干-->DI水洗-->干燥
 
  1、除油
 
 除油效果的好壞直接影響到成膜質(zhì)量。除油不良,則成膜厚度不均勻。一方面,可以通過(guò)分析溶液,將濃度控制在工藝范圍內(nèi)。另一方面,也要經(jīng)常檢查除油效果是否好,若除油效果不好,則應(yīng)及時(shí)更換除油液。
 
  2、微蝕
 
   微蝕的目的是形成粗糙的銅面,便于成膜。微蝕的厚度直接影響到成膜速率,因此,要形成穩(wěn)定的膜厚,保持微蝕厚度的穩(wěn)定是非常重要的。一般將微蝕厚度控制在1.0-1.5um比較合適。每班生產(chǎn)前,可測(cè)定微蝕速率,根據(jù)微蝕速率來(lái)確定微蝕時(shí)間。
 
  3、成膜
 
   成膜前的水洗最好采有DI水,以防成膜液遭到污染。成膜后的水洗也最好采有DI水,且PH值應(yīng)控制在4.0-7.0之間,以防膜層遭到污染及破壞。OSP工藝的關(guān)鍵是控制好防氧化膜的厚度。膜太薄,耐熱沖擊能力差,在過(guò)回流焊時(shí),膜層耐不往高溫(190-200°C),最終影響焊接性能,在電子裝配線上,膜不能很好的被助焊劑所溶解,影響焊接性能。一般控制膜厚在0.2-0.5um之間比較合適。
 
    PCB電路板OSP 工藝的缺點(diǎn)
 
   OSP當(dāng)然也有它不足之處,例如實(shí)際配方種類(lèi)多,性能不一。也就是說(shuō)供應(yīng)商的認(rèn)證和選擇工作要做得夠做得好。
 
   OSP工藝的不足之處是所形成的保護(hù)膜極薄,易于劃傷(或擦傷),必須精心操作和運(yùn)放。
 
   同時(shí),經(jīng)過(guò)多次高溫焊接過(guò)程的OSP膜(指未焊接的連接盤(pán)上OSP膜)會(huì)發(fā)生變色或裂縫,影響可焊性和可靠性。
 
   錫膏印刷工藝要掌握得好,因?yàn)橛∷⒉涣嫉陌宀荒苁褂肐PA等進(jìn)行清洗,會(huì)損害OSP層。
 
   透明和非金屬的OSP層厚度也不容易測(cè)量,透明性對(duì)涂層的覆蓋面程度也不容易看出,所以供應(yīng)商這些方面的質(zhì)量穩(wěn)定性較難評(píng)估;
 
 
 
  OSP技術(shù)在焊盤(pán)的Cu和焊料的Sn之間沒(méi)有其它材料的IMC隔離,在無(wú)鉛技術(shù)中,含Sn量高的焊點(diǎn)中的SnCu增長(zhǎng)很快,影響焊點(diǎn)的可靠性。
 

PCB線路板基板之OSP工藝簡(jiǎn)介

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