PCB線路板的OSP工藝詳解！

PCB線路板表面工藝有噴錫，（有鉛噴錫，無(wú)鉛噴錫），沉金，鍍金，裸銅，鍍硬金，今天深亞電子帶大家了解一下OSP表面工藝。

OSP是印刷電路板(PCB)銅箔表面處理的符合RoHS指令要求的一種工藝。 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)單地說(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的時(shí)間內(nèi)與熔融焊錫立即結(jié)合成為牢固的焊點(diǎn)。

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。

OSP的流程為：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，相對(duì)其他表面處理工藝而言，較為容易。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

1、除油

除油效果的好壞直接影響到成膜質(zhì)量。除油不良，造成膜厚度不均勻。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用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。

OSP工藝缺點(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。

測(cè)試

采用OSP 表面處理，如果測(cè)試點(diǎn)沒(méi)有被焊料覆蓋，將導(dǎo)致在ICT 測(cè)試時(shí)，出現(xiàn)針床夾具的接觸問(wèn)題。有很多人為因素會(huì)影響ICT 測(cè)試效果，其中的一些因素是：OSP 提供商類(lèi)型、在回流爐中經(jīng)過(guò)的次數(shù)、是否波峰工藝、氮?dú)饣亓鬟€是空氣回流，以及在ICT 時(shí)的模擬測(cè)試類(lèi)型等。僅僅改以采用更鋒利的探針類(lèi)型來(lái)穿過(guò)OSP 層，將只會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞并戳穿PCA 測(cè)試過(guò)孔或者測(cè)試焊盤(pán)。所以強(qiáng)烈建議不要直接對(duì)裸露的銅焊盤(pán)進(jìn)行探測(cè)，要求在開(kāi)制鋼網(wǎng)時(shí)考慮給所有測(cè)試點(diǎn)上錫。

應(yīng)用指南

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。

包裝儲(chǔ)存

OSP PCB 表面的有機(jī)涂料極薄, 若長(zhǎng)時(shí)間暴露在高溫高濕環(huán)境下，PCB 表面將發(fā)生氧化，可焊性變差， 經(jīng)過(guò)回流焊制程后，PCB 表面有機(jī)涂料也會(huì)變薄，導(dǎo)致PCB 銅箔容易氧化。所以O(shè)SP PCB 與SMT 半成品板保存方式及使用應(yīng)遵守以下原則：

(a) OSP PCB 來(lái)料應(yīng)采用真空包裝，并附上干燥劑及濕度顯示卡。運(yùn)輸和保存時(shí)，帶有OSP的PCB之間要使用隔離紙以防止摩擦損害OSP表面。

(b)不可暴露于直接日照環(huán)境,保持良好的倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存環(huán)境，相對(duì)濕度: 30~70%, 溫度: 15~30℃, 保存期限小于6 個(gè)月。

(c)在SMT 現(xiàn)場(chǎng)拆封時(shí)，必須檢查濕度顯示卡，并于12 小時(shí)內(nèi)上線，絕對(duì)不要一次拆開(kāi)好多包，萬(wàn)一打不完，或者設(shè)備出了點(diǎn)什么問(wèn)題要用很長(zhǎng)時(shí)間解決，那就容易出問(wèn)題。印刷之后盡快過(guò)爐不要停留，因?yàn)殄a膏里面的助焊劑對(duì)OSP皮膜腐蝕很強(qiáng)。保持良好的車(chē)間環(huán)境：相對(duì)濕度 40~60%, 溫度: 22~27℃) 。生產(chǎn)過(guò)程中要避免直接用手接觸PCB 表面，以免其表面受汗液污染而發(fā)生氧化。

(d)SMT 單面貼片完成后，必須于24 小時(shí)內(nèi)要完成第二面SMT 零件貼片組裝。

(e)完成SMT 后要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)（最長(zhǎng)36小時(shí)）完成DIP 手插件。

(f)OSP PCB不可以烘烤，高溫烘烤容易使OSP變色劣化。假若空板超過(guò)使用期限，可以退廠商進(jìn)行OSP 重工

今天的深亞電子關(guān)于PCB線路板的OSP工藝知識(shí)就到這里，更多PCB相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)關(guān)注深亞PCB