廈門PCB線路板的OSP工藝詳解！

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，中譯為有機保焊膜，又稱護銅劑，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的時間內與熔融焊錫立即結合成為牢固的焊點。

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 已經經過了約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，要形成穩定的膜厚，保持微蝕厚度的穩定是非常重要的

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。另一方面，也要經常檢查除油效果是否好，若除油效果不好，則應及時更換除油液。

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，要形成穩定的膜厚，保持微蝕厚度的穩定是非常重要的。一般將微蝕厚度控制在1.0-1.5um 比較合適。每班生產前，可測定微蝕速率，根據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，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。也就是說供應商的認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膜極薄，易于劃傷（或擦傷），必須精心操作和運放。同時，經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，將導致在ICT 測試時，出現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、在回流爐中經過的次數、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，將只會導致損壞并戳穿PCA 測試過孔或者測試焊盤。所以強烈建議不要直接對裸露的銅焊盤進行探測，要求在開制鋼網時考慮給所有測試點上錫。

應用指南

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，所以供應商這些方面的質量穩定性較難評估。

OSP技術在焊盤的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 表面的有機涂料極薄, 若長時間暴露在高溫高濕環境下，PCB 表面將發生氧化，可焊性變差， 經過回流焊制程后，PCB 表面有機涂料也會變薄，導致PCB 銅箔容易氧化。所以OSP PCB 與SMT 半成品板保存方式及使用應遵守以下原則：

(a) OSP PCB 來料應采用真空包裝，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境,保持良好的倉庫儲存環境，相對濕度: 30~70%, 溫度: 15~30℃, 保存期限小于6 個月。

(c)在SMT 現場拆封時，必須檢查濕度顯示卡，并于12 小時內上線，絕對不要一次拆開好多包，萬一打不完，或者設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。保持良好的車間環境：相對濕度 40~60%, 溫度: 22~27℃) 。生產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生氧化。

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

(e)完成SMT 后要在盡可能短的時間內（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，可以退廠商進行OSP 重工

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