PCB Tecnico - Che cosa è il circuito di trattamento superficiale OSP?

[OSP (Organic Solderability Preservative)] è un film che utilizza un metodo chimico per far crescere uno strato di composto complesso di rame organico (composto complesso) sulla superficie del rame. Questo film organico può proteggere il rame nudo pulito sul circuito stampato dall'arrugginire (vulcanizzazione o ossidazione) a contatto con l'aria in condizioni normali di stoccaggio e può essere facilmente flusso e diluito durante il processo di assemblaggio del circuito stampato PCBA. L'acido viene rapidamente rimosso e la superficie di rame pulita viene esposta per formare una saldatura con la saldatura fusa.

Questo OSP è fondamentalmente un film protettivo trasparente. Generalmente è molto difficile rilevarne l'esistenza ad occhio nudo. Gli esperti possono vedere attraverso rifrazione e riflessione per vedere se c'è una pellicola trasparente sul foglio di rame. Non c'è molta differenza tra il circuito OSP e il normale bordo di rame nudo in apparenza, il che rende anche difficile per la fabbrica di schede controllare e misurare il valore.

Se l'agente protettivo di rame organico (OSP) ha un foro solo sulla superficie di rame, la superficie di rame inizierà ad ossidarsi dal foro, che influenzerà il fallimento dell'assemblea SMT. Più spesso è l'agente protettivo organico di rame, maggiore è lo spessore della lamina di rame. Migliore è la protezione, ma relativamente richiede anche un flusso attivo più forte per rimuoverlo per la saldatura, quindi lo spessore del film OSP è generalmente richiesto di essere compreso tra 0,2-0,5um.

Detergente acido (sgrassato):

Lo scopo principale è quello di rimuovere gli ossidi della superficie di rame, le impronte digitali, il grasso e altri inquinanti che possono apparire nel processo precedente per ottenere una superficie di rame pulita.

Micro-incisione:

Lo scopo principale della microincisione è quello di rimuovere gli ossidi gravi sulla superficie del rame e produrre una superficie di rame micro-ruvida uniforme e luminosa, in modo che il successivo film OSP possa crescere più finemente e uniformemente. Generalmente, la lucentezza e il colore della superficie di rame dopo la formazione del film OSP hanno una correlazione positiva con i prodotti chimici di micro-incisione selezionati, perché diversi prodotti chimici causeranno rugosità differente della superficie di rame.

Lavaggio acido:

La funzione del decapaggio è di rimuovere accuratamente il materiale residuo sulla superficie del rame dopo microincisione per garantire che la superficie del rame sia pulita.

Rivestimento OSP (trattamento di protezione dai flussi organici):

Uno strato di composto complesso di rame organico viene coltivato sulla superficie di rame per proteggere la superficie di rame dall'ossidazione durante lo stoccaggio. Generalmente, lo spessore del film OSP deve essere compreso tra 0.2-0.5um.

I fattori che influenzano la formazione di film OSP sono:

â–Il valore pH della soluzione da bagno OSP

Concentrazione del bagno OSP

â┬Acidità totale del bagno OSP

- Temperatura di esercizio

# Tempo di reazione #

Il lavaggio dopo OSP dovrebbe controllare rigorosamente il suo valore acido-base superiore a pH 2,1 per evitare che il lavaggio eccessivamente acido morda e dissolvi il film OSP, con conseguente insufficiente spessore.

Secco:

Per garantire l'asciugatura dello strato di rivestimento sulla superficie della tavola e sui fori, si consiglia di utilizzare aria calda a 60-90°C per 30 secondi. (Questa temperatura e tempo possono avere requisiti diversi a causa di diversi materiali OSP)

Vantaggi del circuito di trattamento di superficie OSP (Organic Solderability Preservative):

Il prezzo e' economico.

Buona resistenza alla saldatura. La forza di saldatura della base di rame OSP è fondamentalmente migliore della base di nichel ENIG.

* Le schede scadute (tre o sei mesi) possono anche essere ricomparse, ma di solito solo una volta, a seconda delle condizioni della scheda.

Svantaggi del circuito di trattamento superficiale OSP (Organic Solderability Preservative):

â–OSP è un film trasparente, e il suo spessore non è facile da misurare, quindi lo spessore non è facile da controllare. Lo spessore del film è troppo sottile per trovare l'effetto di proteggere la superficie di rame e lo spessore del film è troppo spesso per essere saldato.

â–Si raccomanda di operare in un ambiente con azoto aperto durante il reflow secondario, che può ottenere un buon effetto di saldatura.

- Durata insufficiente. In generale, dopo che l'OSP è completato nella fabbrica di PCB, la sua shelf life è fino a sei mesi, e alcuni sono solo tre mesi, a seconda della capacità della fabbrica di schede e della qualità della scheda, e alcune schede che hanno superato la shelf life possono essere restituite. La fabbrica di schede lava via il vecchio OSP sulla superficie del PCB e quindi ri-applica un nuovo strato di OSP. Tuttavia, lavare via il vecchio OSP richiede più sostanze chimiche corrosive, che danneggiano la superficie del rame più o meno. Pertanto, se il cuscinetto di saldatura è troppo piccolo, non sarà in grado di essere elaborato. È necessario comunicare con il produttore della scheda se il trattamento superficiale può essere eseguito nuovamente.

E' facilmente influenzato da acido e umidità. Quando viene utilizzato nella saldatura a riflusso secondario (Reflow), deve essere completato entro un certo periodo di tempo. Generalmente, l'effetto della seconda saldatura a riflusso è relativamente scarso. Generalmente è necessario utilizzarlo entro 24 ore dall'apertura della confezione (dopo riflusso). Più breve è il tempo tra il primo reflow e il secondo reflow, meglio è. Generalmente, si consiglia di terminare il secondo reflow entro 8 ore o 12 ore.

â–OSP è uno strato isolante, quindi i punti di prova sulla scheda devono essere stampati con pasta di saldatura per rimuovere lo strato OSP originale al fine di contattare i punti dell'ago per test elettrici. Lettura correlata: Cos'è l'ICT (In-Circuit-Test)? Quali sono i vantaggi e gli svantaggi?

La scheda OSP e' una base di rame. L'IMC benigno di Cu6Sn5 sarà generato inizialmente dopo la saldatura, ma dopo l'invecchiamento del tempo, cambierà gradualmente all'IMC inferiore di Cu3Sn, che influenzerà l'affidabilità. L'affidabilità a lungo termine di OSP deve essere considerata per i prodotti con durata utile.

Viste sui circuiti di trattamento superficiale OSP:

A causa del prezzo basso di OSP, buona saldabilità quando fresco, buona resistenza iniziale della saldatura, scarsa saldabilità dopo un periodo di utilizzo, ecc., OSP è molto adatto per l'uso in prodotti di consumo che sono prodotti in serie in una volta. Se OSP può essere utilizzato è ancora più perfetto che l'IMC generato dalla saldatura passa da benigno Cu6Sn5 a forte Cu3Sn dopo un periodo di utilizzo (dopo il periodo di garanzia).

OSP non è adatto per un piccolo numero di prodotti diversi, né è adatto per prodotti con scarse previsioni della domanda. Se l'inventario nella società di circuiti stampati supera spesso i sei mesi, è davvero sconsigliato utilizzare OSP.