OSP是Organic Solderability Preservatives的缩写,中文称为有机保焊膜,通常也被称为阻焊膜或铜保护剂。
简而言之,OSP涉及通过化学方法在PCB的裸铜表面上生长出一层有机膜。这层膜具有防止氧化、耐热和耐湿性等特性,确保铜在正常环境条件下不会氧化或受到硫化等影响。
但是,在随后的高温焊接过程中,这层保护膜必须迅速而容易地在焊接烟花中溶解,以便形成牢固的焊点。
1. OSP的工艺流程
OSP工艺通常包括以下步骤:
1.1. 去油
这一初始步骤去除铜表面的任何油脂或污染物,确保干净的起点。
1.2. 水冲洗
去油后,进行水冲洗,进一步清洁板子。
1.3. 微蚀
微蚀处理为铜表面的OSP处理做准备。
1.4. 酸洗
酸洗进一步清洗铜表面。
1.5. 去离子水冲洗(DI水)
在进行OSP处理之前,使用DI水冲洗板子。
1.6. OSP涂覆
将OSP材料涂覆到PCB的铜表面上,形成一层薄薄的有机膜。
1.7. 去离子水冲洗(DI水)
OSP涂覆后,进行另一次DI水冲洗。
1.8. 干燥
最后,将板子烘干,完成OSP工艺。
2. OSP背后的原理
OSP在PCB制造中形成一层保护性的有机膜,该膜在高温下能够牢固地保护铜表面,防止氧化和污染。
其关键原理包括:
- OSP膜通常厚度为0.2-0.5微米。
- OSP提供出色的润湿性能,使焊料可以直接与铜表面结合。
- 这是一种低温工艺,与HASL(热空气焊锡平整)等方法相比具有成本优势。
- OSP适用于低技术含量的PCB和高密度芯片封装基板。
3. OSP的主要特点
OSP在PCB制造中具有以下优点:
- 平整的表面:OSP提供平整均匀的表面。
- 无IMC形成:OSP膜与铜之间不形成金属间化合物(IMCs),允许直接焊接。
- 低温加工:它具有出色的润湿性能。
4. OSP材料类型
有不同类型的OSP材料可供选择。在敬鹏电子中,最常用的OSP材料是唑类OSP。
5. OSP的局限性
虽然OSP是PCB保护的宝贵方法,但它也存在一些局限性:
5.1. 可视检查难度
OSP的保护膜难以进行视觉检查,不适合多次回流焊接(通常建议进行三次或更少次数的回流焊接)。
5.2. 容易划伤
PCB表面的OSP膜容易划伤,因此需要小心处理。
5.3. 存储环境要求
OSP PCB需要存储在温度在15-35°C、相对湿度低于60%的受控环境中。
5.4. 有限的保质期
OSP PCB的保质期相对较短。
6. OSP板的存储指南
- OSP板应真空包装并在温度在15-35°C、相对湿度低于60%的环境中存储长达六个月。
7. SMT组装的要求
在使用表面贴装技术(SMT)组装OSP PCB时,有一些特定要求:
7.1. 存储条件
OSP板必须在低温低湿(15-35°C、RH≤60%)的环境中存储,并且必须在拆包后的48小时内组装。
7.2. 单面组装
对于单面组装,建议在48小时内使用OSP板,并存放在低温柜中,而不是真空包装。
7.3. 完成DIP
在完成了SMT双面组装后,建议在24小时内完成双排直插封装(DIP)。
OSP(有机保焊膜)是PCB制造中的关键工艺,确保铜表面在焊接前保持防腐。尽管它具有众多优点,包括经济高效和出色的润湿性能,但我们也必须了解其局限性,并遵循适当的存储和组装指南。