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OSP工艺和SMT应用指南
摘要:本文简单介绍了OSP PCB的生产工艺和优缺点,提供了我司在OSP PCB SMT工艺中应用指导。
关键词:OSP PCB SMT 无铅工艺
随着人们对电子产品的轻、薄、短、小型化、多功能化方向发展,印制线路板向着高精密度、薄型化、多层化、小孔化方向发展,尤其是SMT的迅猛发展,从而使SMT用高密度薄板(如IC卡、移动电话、笔记本电脑、调谐器等印制板)不断发展,使得热风整平工艺愈来愈不适应上述要求。同时热风整平工艺使用的Sn-Pb焊料也不符合环保要求,随着2006年7月1日欧盟RoHS指令的正式实施,业界急需寻求PCB表面处理的无铅替代方式,最普遍的是有机焊料防护(OSP)、无电镀镍金沉浸(ENIG)、银沉浸以及锡沉浸。
下图是常见的几种PCB表面处理方式热风整平(Sn-Pb HASL)、浸Ag、浸Sn、OSP、无电镀镍浸金(ENIG)的性能比较,其中后4种适用于无铅工艺。可以看出OSP的工艺简单、成本低,所以越来越受到业界的欢迎。 
物理性能
Sn-Pb HASL
浸Ag
浸Sn
OSP
ENIG
保存寿命(月)
12
12
12
12
6
可经历回流次数
4
5
5
³ 4
4
成本
中等
中等
中等
低
高
工艺复杂程度
高
中等
中等
低
高
工艺温度
240°C
50°C
70°C
40°C
80°C
厚度范围, 微米
1-25
-
-
-
-
3-5Ni
助焊剂兼容性
好
好
好
一般
好
anic Solderability Preservatives 的简称,中译为有机保焊膜,又称护铜剂,英文亦称之Preflux。简单的说OSP就是在洁净的裸铜表面上,以化学的方法长出一层有机皮膜,这层膜具有防氧化,耐热冲击,耐湿性,用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈(氧化或硫化等);但在后续的焊接高温中,此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除,如此方可使露出的干净铜表面得以在极短时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
其实OSP并非新技术,它实际上已经有超过35年,比SMT历史还长。OSP具备许多好处,例如平整面好,和焊盘的铜之间没有IMC形成,允许焊接时焊料和铜直接焊接(润湿性好),低温的加工工艺,成本低(可低于HASL),加工时的能源使用少等等。OSP技术早期在日本十分受欢迎,有约4成的单面板使用这种技术,而双面板也有近3成使用它。在美国,OSP技术也在1997年起激增,从1997以前的约10%用量增加到1999年的35%。
OSP有三大类的材料:松香类(Rosin),活性树脂类(Active Resin)和唑类(Azole)。目前使用最广的是唑类OSP。唑类OSP已经经过了约5代的改善,这五代分别名为BTA,IA,BIA,SBA和最新的APA。
OSP的工艺流程:
除油-->二级水洗-->微蚀-->二级水洗-->酸洗-->DI水洗-->成膜风干-->DI水洗-->干燥
1、除油
除油效果的好坏直接影响到成膜质量。除油不良,则成膜厚度不均匀。一方面,可以通过分析溶液,将浓度控制在工艺范围内。另一方面,也要经常检查除油效果是否