PCB科技 - 什麼是OSP表面處理電路板？

[OSP（有機可焊性防腐劑）是一種使用化學方法在銅表面生長一層有機銅複合化合物（複合化合物）的膜。 這種有機膜可以保護電路板上清潔的裸銅在正常儲存條件下與空氣接觸時不生銹（硫化或氧化），並且在PCBA電路板組裝過程中可以容易地熔化和稀釋。 酸被迅速去除，並且清潔的銅表面被暴露以與熔融焊料形成焊接。

這種OSP基本上是一種透明的保護膜。 一般來說，用肉眼很難發現它的存在。 專家可以通過折射和反射來觀察銅箔上是否有透明薄膜。 OSP電路板與普通裸銅板在外觀上沒有太大區別，這也使得板廠很難檢查和量測數值。

如果有機銅保護劑（OSP）剛好在銅表面上有一個孔，銅表面就會從孔開始氧化，這將影響SMT組裝的失敗。 有機銅保護劑越厚，銅箔的厚度就越大。 保護越好，但相對而言，它也需要更强的活性焊劑來去除它進行焊接，囙此OSP膜的厚度通常要求在0.2-0.5um之間。

酸性清潔劑（脫脂）：

主要目的是去除先前工藝中可能出現的銅表面氧化物、指紋、油脂和其他污染，以獲得清潔的銅表面。

微蝕刻：

微蝕刻的主要目的是去除銅表面嚴重的氧化物，產生均勻明亮的微粗糙銅表面，使後續的OSP膜生長得更精細、更均勻。 通常，OSP成膜後銅表面的光澤和顏色與所選擇的微蝕刻化學品呈正相關，因為不同的化學品會導致銅表面的粗糙度不同。

酸洗：

酸洗的作用是在微腐蝕後徹底清除銅表面的殘餘物質，以確保銅表面清潔。

OSP塗層（有機助熔劑保護處理）：

在銅表面上生長一層有機銅絡合物，以保護銅表面在儲存過程中不被氧化。 通常，OSP膜的厚度要求在0.2-0.5um之間。

影響OSP成膜的因素有：

âªOSP浴溶液的pH值

âªOSP浴濃度

âªOSP浴的總酸度

âª工作溫度

âª反應時間

OSP後沖洗應嚴格控制酸堿值在pH2.1以上，防止過酸沖洗咬壞溶解OSP膜，造成厚度不足。

幹的

為了確保板表面塗層和孔的乾燥，建議使用60-90°C的熱空氣30秒。 （由於OSP資料的不同，該溫度和時間可能有不同的要求）

OSP（有機可焊性防腐劑）表面處理電路板的優點：

âª價格便宜。

âª良好的焊接强度。 OSP銅基的焊接强度基本上優於ENIG鎳基。

âª過期（三個月或六個月）的木板也可以重新鋪設，但通常只能重新鋪設一次，具體取決於木板的狀況。

OSP（有機可焊性防腐劑）表面處理電路板的缺點：

âªOSP是一種透明薄膜，其厚度不易量測，囙此厚度不易控制。 薄膜厚度太薄，無法找到保護銅表面的效果，而且薄膜厚度太厚，無法焊接。

âª二次回流時，建議在開放氮氣的環境中操作，這樣可以獲得良好的焊接效果。

âª保質期不足。 一般來說，OSP在PCB工廠完成後，其保質期長達六個月，有些只有三個月，這取決於板廠的能力和板的質量，有些超過保質期的板可以退回。板廠沖洗掉PCB表面的舊OSP，然後重新塗上一層新的OSP。 然而，沖洗掉舊的OSP需要更多的腐蝕性化學物質，這些化學物質或多或少會損壞銅表面。 囙此，如果焊盤太小，將無法進行處理。 是否可以再次進行表面處理，需要與板材製造商溝通。

âª易受酸性和濕度的影響。 當用於二次回流焊（reflow）時，需要在一定的時間內完成。 通常，第二回流焊接的效果相對較差。 通常要求在打開包裝後24小時內用完（回流後）。 第一次回流和第二次回流之間的時間越短越好。 一般情况下，建議在8小時或12小時內完成第二次回流。

âªOSP是一層絕緣層，囙此板上的測試點必須用焊膏印刷，以去除原始OSP層，從而接觸針尖進行電力測試。 相關閱讀：什麼是ICT（線上測試）？ 優點和缺點是什麼？

âªOSP板是銅底座。 Cu6Sn5的良性IMC在焊接後最初會產生，但經過時間老化後，它會逐漸轉變為Cu3Sn的劣質IMC，這將影響可靠性。 具有使用壽命的產品必須考慮OSP的長期可靠性。

OSP表面處理電路板視圖：

由於OSP的價格低、新鮮時具有良好的可焊性、良好的初始焊接强度、使用一段時間後的可焊接性差等，OSP非常適合用於一次性大規模生產的消費品。 如果可以使用OSP，則更完美的是，焊料產生的IMC在使用一段時間後（保修期後）從良性Cu6Sn5變成强Cu3Sn。

OSP不適合少數多樣化的產品，也不適合需求預測不佳的產品。 如果電路板公司的庫存經常超過六個月，那麼確實不建議使用OSP。