PCB線路板基板之OSP工藝簡(jiǎn)介

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。