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深華科(ke)PCB知識:PCB線(xian)路板之(zhi)OSP技(ji)術(shu)介(jie)紹

OSP是Organic Solderability Preservatives 的簡稱，中譯為有機保焊膜，又稱護銅劑，英文亦稱之Preflux。 簡單的說OSP就是在潔凈的裸銅表面上，以化學的方法長出一層有機皮膜，這層膜具有防氧化，耐熱沖擊，耐濕性，用以保護銅表面于常態環境中不再繼續生銹(氧化或硫化等);但在后續的焊接高溫中，此種保護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間內與熔融焊錫立(li)即(ji)結合成為牢固的焊點(dian)。

　　其實OSP并非新技術，它實際上已經有超過35年，比smt歷史還長。OSP具備許多(duo)好(hao)(hao)處，例(li)如平整面好(hao)(hao)，和(he)焊盤(pan)的(de)(de)(de)銅(tong)之間沒有IMC形成，允許焊接時焊料和(he)銅(tong)直(zhi)接焊接(潤濕性好(hao)(hao))，低溫的(de)(de)(de)加工工藝，成本低(可低于(yu)HASL)，加工時的(de)(de)(de)能源(yuan)使(shi)用(yong)少等等。OSP技術早期在日本十分受歡迎，有約4成的(de)(de)(de)單面板(ban)使(shi)用(yong)這種技術，而(er)雙面板(ban)也(ye)有近3成使(shi)用(yong)它。在美國，OSP技術也(ye)在1997年(nian)起激增，從1997以(yi)前的(de)(de)(de)約10%用(yong)量增加到1999年(nian)的(de)(de)(de)35%。

　　OSP有三大類的(de)材料：松(song)香類(Rosin)，活性樹(shu)脂類(Active Resin)和(he)唑類(Azole)。目前使用最(zui)廣的(de)是唑類OSP。唑類OSP已經經過了約5代(dai)的(de)改(gai)善，這五代(dai)分(fen)別名為(wei)BTA，IA，BIA，SBA和(he)最(zui)新的(de)APA。

　　PCB電路(lu)板OSP的工藝流程：

　　除油-->二級(ji)(ji)水洗(xi)-->微蝕-->二級(ji)(ji)水洗(xi)-->酸洗(xi)-->DI水洗(xi)-->成膜風(feng)干-->DI水洗(xi)-->干燥

　　1、除油

　　除(chu)(chu)油(you)效(xiao)果(guo)的好壞直接影(ying)響到成(cheng)膜質量。除(chu)(chu)油(you)不(bu)良，則(ze)成(cheng)膜厚(hou)度不(bu)均(jun)勻。一方(fang)面(mian)，可以通過分析溶液，將濃度控制在工(gong)藝范(fan)圍內。另一方(fang)面(mian)，也(ye)要經常檢查(cha)除(chu)(chu)油(you)效(xiao)果(guo)是否好，若除(chu)(chu)油(you)效(xiao)果(guo)不(bu)好，則(ze)應及時更(geng)換(huan)除(chu)(chu)油(you)液。

　　2、微蝕

　　微蝕(shi)(shi)的(de)目的(de)是形成粗糙(cao)的(de)銅面，便(bian)于成膜(mo)(mo)。微蝕(shi)(shi)的(de)厚(hou)度(du)直接影響到(dao)成膜(mo)(mo)速率(lv)，因此，要(yao)形成穩定(ding)(ding)的(de)膜(mo)(mo)厚(hou)，保持微蝕(shi)(shi)厚(hou)度(du)的(de)穩定(ding)(ding)是非常重要(yao)的(de)。一般將微蝕(shi)(shi)厚(hou)度(du)控制在1.0-1.5um比(bi)較(jiao)合適。每班生(sheng)產前，可測(ce)定(ding)(ding)微蝕(shi)(shi)速率(lv)，根據(ju)微蝕(shi)(shi)速率(lv)來(lai)確定(ding)(ding)微蝕(shi)(shi)時間。

　　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工藝的關鍵是控制好防氧化膜的厚度。膜太薄，耐熱沖擊能力差，在過回流焊時(shi)，膜(mo)層耐不(bu)往高溫(190-200°C)，最終影響(xiang)焊接性能，在(zai)電(dian)子裝配(pei)線上，膜(mo)不(bu)能很好的被助焊劑所溶解(jie)，影響(xiang)焊接性能。一般(ban)控制膜(mo)厚在(zai)0.2-0.5um之間比較(jiao)合適。

　　PCB電路板(ban)OSP 工藝(yi)的缺點

　　OSP當然也有它不足(zu)之處(chu)，例如實際(ji)配方種類多(duo)，性能不一。也就是說供應商的認證和(he)選擇工作要做(zuo)得夠做(zuo)得好。

　　OSP工藝的不足之處是所形(xing)成的保護膜極(ji)薄(bo)，易于劃(hua)傷(或擦傷)，必須(xu)精心操作和運放(fang)。

　　同時，經(jing)過(guo)多次高溫焊接(jie)過(guo)程(cheng)的OSP膜(指未(wei)焊接(jie)的連接(jie)盤(pan)上(shang)OSP膜)會發生變色或裂(lie)縫，影響可焊性和(he)可靠性。

　　錫(xi)膏印(yin)刷工藝要掌握得(de)好，因(yin)為印(yin)刷不良的(de)板不能使用IPA等進行清洗，會損害(hai)OSP層。

　　透明(ming)和非(fei)金屬的(de)OSP層厚度也不容(rong)易測量(liang)，透明(ming)性(xing)對涂層的(de)覆蓋面程度也不容(rong)易看出，所以供應商這些方面的(de)質量(liang)穩定性(xing)較難評估(gu);

　　OSP技術(shu)在焊(han)盤(pan)的(de)Cu和焊(han)料(liao)的(de)Sn之間沒有其它材料(liao)的(de)IMC隔離，在無鉛技術(shu)中(zhong)，含(han)Sn量高的(de)焊(han)點(dian)(dian)中(zhong)的(de)SnCu增長很(hen)快(kuai)，影響(xiang)焊(han)點(dian)(dian)的(de)可靠(kao)性

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