PCB新聞 - OSP（有機焊料保護膜）在電路板廠表面處理中的優缺點

OSP（有機焊料保護膜）在電路板廠表面處理中的優缺點

[OSP (OrganicSolderabilityPreservative, organic solder protection film)] is a chemical method to grow a layer of organic copper complex compound (complexcompound) film on the surface of copper. 這種有機薄膜可以保護 電路板 from rusting (vulcanization or oxidation) in contact with the air under normal storage conditions, 並且可以在 PCBA電路板 裝配工藝. 酸很快被去除，乾淨的銅表面暴露出來，與熔化的焊料形成焊接.

OSP基本上是一種透明保護膜. 用肉眼通常很難發現它的存在. 專家可以通過折射和反射來觀察銅箔上是否有透明膜. OSP之間沒有太大區別 電路板 外觀為普通裸銅板, 這也使得 電路板廠 檢查和測量值.

If the organic copper protective agent (OSP) has a hole just on the copper surface, 銅表面將開始從孔中氧化, 這將影響SMT組裝的故障. 有機銅保護劑越厚, 銅箔的厚度越大. 更好的保護, 但相對而言，它也需要更强的活性助焊劑來去除它進行焊接, 所以OSP膜厚度一般要求在0.2-0.5微米.

OSP (organic solder preservative) production flow chart

AcidCleaner (degreased):

The main purpose is to remove the copper surface oxides, 指紋, 預處理過程中可能出現的油脂和其他污染，以獲得乾淨的銅表面.

Micro-etch:

The main purpose of micro-etching is to remove serious oxides on the copper surface, 並產生均勻明亮的微粗糙銅表面, 這樣後續的OSP膜可以生長得更精細、更均勻. 通常地, OSP成膜後銅表面的光澤度和顏色與所選的微蝕刻化學品呈正相關, 因為不同的化學物質會導致銅表面的粗糙度不同.

AcidRinse (pickling):

The pickling function completely removes the residual 材料 on the copper surface after microetching to ensure that the copper surface is clean.

OSPcoating (organic solder preservative treatment):

A layer of organic copper complex compound is grown on the copper surface to protect the copper surface from oxidation due to contact with the atmosphere during storage. 通常地, OSP膜厚度要求介於0.2-0.5微米.

The factors that affect OSP film formation are:

The pH value of OSP bath solution

The concentration of OSP bath solution

The total acidity of OSP bath

·Operating temperature

Reaction time

Washing after OSP should strictly control its acid-base value above pH 2.1避免過酸清洗咬傷和溶解OSP膜, 導致厚度不足.

Dry (drying):

In order to ensure the drying of the coating layer on the board surface and the holes, 建議在60-90°C溫度下使用熱空氣30秒. (This temperature and time may have different requirements due to different OSP 材料)

OSP (OrganicSolderabilityPreservative, organic solder protection film) surface treatment 電路板 advantages:

▪ The price is cheap.

–良好的焊接强度. OSP銅基焊接强度基本優於ENIG鎳基.

▪ Overdue (three or six months) 電路板s也可以重鋪表面, 但通常只有一次, 取決於電路板的狀況.

OSP (OrganicSolderabilityPreservative, organic solder protection film) surface treatment 電路板 disadvantages:

▪OSP is a transparent film which is not easy to measure its thickness, 所以厚度不容易控制. 如果漆膜厚度過薄, 它不會保護銅表面. 如果漆膜厚度過厚, 無法焊接.

–建議在二次回流期間在氮氣開放的環境中操作, 可獲得良好的焊接效果.

–保質期不足. 一般來說, OSP完成後 電路板廠, 其保質期可達六個月, 有些只有3個月. 這取決於 電路板 factory 以及 電路板. 一些超過保質期的電路板可以送回電路板廠，以清洗PCB表面的舊OSP, 然後在上面加一層新的OSP. 然而, 清洗舊OSP需要或多或少的腐蝕性化學品, 這或多或少會損壞銅表面. 因此, 如果焊盤太小, 它將無法處理. 有必要與 電路板廠 是否可以再次進行表面處理.

–易受酸和濕度影響. When used in secondary reflow soldering (Reflow), 需要在一定時間內完成. 通常地, 第二次回流焊的效果相對較差. It is generally required to use it up within 24 hours after opening the package (after reflowing). 第一次回流和第二次回流之間的時間越短, 更好的. 通常地, 建議在8小時或12小時內完成第二次回流.

–OSP是一種抗氧化絕緣層, 囙此，電路板上的測試點必須印刷錫膏，以去除原始OSP層，以接觸用於電力測試的引脚. Related reading: What is ICT (In-Circuit-Test)? 優點和缺點是什麼?

–OSP抗氧化 電路板 是銅基. Cu6Sn5的良性IMC最初會在焊接後產生, 但隨著時間的推移, 它將逐漸轉變為Cu3Sn的次IMC, 這將影響可靠性, 囙此，如果需要在高溫環境中長期使用或需要更長使用壽命的產品，必須考慮OSP的長期可靠性.