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的簡稱，中譯為有機(jī)保焊膜，又稱護(hù)銅劑，英文亦稱之Preflux。 簡單地說，OSP就是在潔凈的裸銅表面上，以化學(xué)的方法長出一層有機(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間內(nèi)與熔融焊錫立即結(jié)合成為牢固的焊點。

OSP 有三大類的材料：松香類（Rosin），活性樹脂類（Active Resin）和唑類（Azole）。目前使用最廣的是唑類OSP。唑類OSP 已經(jīng)經(jīng)過了約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-->二級水洗-->微蝕-->二級水洗-->酸洗-->DI水洗-->成膜風(fēng)干-->DI 水洗-->干燥，相對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，可測定微蝕速率，根據(jù)微蝕速率來確定微蝕時間。

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，在過回流焊時，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：

OSP 當(dāng)然也有它不足之處，例如實際配方種類多，性能不一。也就是說供應(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），必須精心操作和運放。同時，經(jīng)過多次高溫焊接過程的OSP膜（指未焊接的連接盤上OSP膜）會發(fā)生變色或裂縫，影響可焊性和可靠性。

測試

采用OSP 表面處理，如果測試點沒有被焊料覆蓋，將導(dǎo)致在ICT 測試時，出現(xiàn)針床夾具的接觸問題。有很多人為因素會影響ICT 測試效果，其中的一些因素是：OSP 提供商類型、在回流爐中經(jīng)過的次數(shù)、是否波峰工藝、氮氣回流還是空氣回流，以及在ICT 時的模擬測試類型等。僅僅改以采用更鋒利的探針類型來穿過OSP 層，將只會導(dǎo)致?lián)p壞并戳穿PCA 測試過孔或者測試焊盤。所以強(qiáng)烈建議不要直接對裸露的銅焊盤進(jìn)行探測，要求在開制鋼網(wǎng)時考慮給所有測試點上錫。

應(yīng)用指南

錫膏印刷工藝要掌握得好，因為印刷不良的板不能使用IPA 等進(jìn)行清洗，會損害OSP 層。

透明和非金屬的OSP 層厚度也不容易測量，透明性對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)定性較難評估。

OSP技術(shù)在焊盤的Cu和焊料的Sn之間沒有其它材料的IMC隔離，在無鉛技術(shù)中，含Sn 量高的焊點中的SnCu 增長很快，影響焊點的可靠性。

包裝儲存

OSP PCB 表面的有機(jī)涂料極薄, 若長時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)過回流焊制程后，PCB 表面有機(jī)涂料也會變薄，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 來料應(yīng)采用真空包裝，并附上干燥劑及濕度顯示卡。運輸和保存時，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,保持良好的倉庫儲存環(huán)境，相對濕度: 30~70%, 溫度: 15~30℃, 保存期限小于6 個月。

(c)在SMT 現(xiàn)場拆封時，必須檢查濕度顯示卡，并于12 小時內(nèi)上線，絕對不要一次拆開好多包，萬一打不完，或者設(shè)備出了點什么問題要用很長時間解決，那就容易出問題。印刷之后盡快過爐不要停留，因為錫膏里面的助焊劑對OSP皮膜腐蝕很強(qiáng)。保持良好的車間環(huán)境：相對濕度 40~60%, 溫度: 22~27℃) 。生產(chǎn)過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間內(nèi)（最長36小時）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工藝知識就到這里，更多PCB相關(guān)知識，請關(guān)注深亞PCB