PCB OSP表面处理

印刷电路板(PCB)上的电气连接取决于铜的导电性。但铜作为一种活性化学物质，暴露在大气湿度下容易氧化，进而导致在高温焊接时可能发生的问题，严重威胁组件在pcb上的固着性，降低最终产品的可靠性。因此，表面处理对pcb的性能有两个关键的责任:保护铜免受氧化，以及在组件时提供高可焊性的表面。

根据不同的工艺和涉及的化学物质，板子表面处理可以分为不同的类别:HASL(hot air soldering leveling)、浸锡/银、OSP、ENIG等。在所有的表面处理中，OSP因其低成本和环保的特性而越来越流行，这就增加了我们更好地理解它的必要性。这就是本文要告诉你的。

OSP 简介

OSP是“有机可焊性防腐剂”的缩写，它也被称为防污剂。它是指在清洁和裸铜上通过吸附产生的一层有机表面。一方面，这种有机漆能够阻止铜被氧化，热冲击或潮湿。另一方面，在后期的焊接过程中，它必须很容易被焊剂消除，以便将暴露在外的干净的铜与熔化的焊料进行连接，从而在极短的时间内产生焊点。

应用的水基化合物属于唑类化合物，如苯并三唑、咪唑、苯并咪唑等，均吸附在铜表面，与铜原子形成配位，生成膜。在薄膜厚度方面，通过苯并三唑的薄膜较薄，而通过咪唑的薄膜较厚。厚度的差异将对板材光洁度的影响产生明显的影响，本文将在后面的部分进行讨论。

OSP制造流程

实际上，OSP已经有十年的历史了，比表面贴装技术(SMT)的历史还要长。这是OSP的制造过程。

注:DI为去电离。

 “清洁”的作用是去除油渍、指纹、氧化膜等有机污染物，使铜箔表面保持清洁光亮，这是基本要求。这一步对防腐剂的质量起着至关重要的作用。不清洁往往会造成厚薄不均的防腐剂构建。为了保证成品OSP膜的高质量，一方面要通过化学实验室分析，将清洗液的浓度控制在标准范围内。另一方面，建议尽可能经常检查清洗效果，一旦效果达不到标准，应立即更换清洗液。

在形貌增强过程中，通常采用微蚀刻的方法来大幅度消除铜皮上产生的氧化作用，从而提高铜皮与OSP溶液的结合力。微刻蚀速度直接影响成膜速率。因此，为了获得光滑均匀的膜厚，保持微刻蚀速度的稳定性是至关重要的。一般来说，微刻蚀速度控制在1.0 ~ 1.5μm / min是合适的。

最好在建立防腐剂之前使用电离冲洗，以防OSP溶液被其他离子污染，导致回流焊后变色。同样，在PH值在4.0 - 7.0之间的防腐剂形成后，最好使用电离冲洗，以防防腐剂因污染而被破坏。

OSP的优点

目前，OSP因其优点而被广泛应用，具体讨论如下:

• 简单的制造工艺和可重做性:PCB制造商可以很容易地对涂有OSP的电路板进行重做，这样一旦发现涂层损坏，PCB组装者就可以有新的涂层。
  

• 良好的润湿性:当焊剂与通孔和焊盘相遇时，涂有OPS的板在焊料润湿性方面表现得更好。
  

• 环保:由于OSP生成过程中使用的是水基化合物，对我们的环境没有任何危害，正好符合人们对绿色世界的期望。因此，OSP是符合RoHS等绿色法规的电子产品的最佳选择。
  

• 成本低:由于OSP的制作过程中使用了简单的化合物，且制造过程简单，OSP在所有类型的表面处理中，它的成本更低，最终导致电路板的成本更低。
  

• 适用于双面SMT组件的回流焊:随着OSP的不断发展和进步，它已经被接受从单面SMT组件到双面SMT组件，应用领域大大拓宽。
  

• 对阻焊油墨要求低
  

• 存储时间长

涂有OSP的pcb的储存要求

由于OSP技术产生的防腐剂很薄，容易被切割，所以在操作和运输过程中必须非常小心。表面光洁度为OSP的pcb由于长期暴露在高温、高湿环境下，表面易发生氧化，导致可焊性较低。因此，存储方法必须坚持以下原则:

a.采用真空包装，配有干燥剂和湿度显示卡。在PCB之间放置防粘纸，防止摩擦破坏PCB表面。

b.这些PCBs不能直接暴露在阳光下。最佳存放环境要求:相对湿度(30-70%RH)、温度(15-30℃)、存放时间(小于12个月)。

OSP焊接后可能出现的问题

有时OSP板在焊接后颜色会发生变化，这主要与防腐剂厚度、微蚀刻量、焊接时间甚至异常污染物有关。幸运的是，这个问题可以从外观上观察到。通常有两种情况:

对于情况#1，在焊接过程中，助焊剂能够帮助消除氧化，从而不会影响焊接性能。因此，不需要进行更多的测量。相反，发生情况#2是因为OSP完整性已被破坏，助焊剂无法消除氧化，这将大大降低焊接性能。

因此，必须采取以下改进和措施，以确保有机可焊防腐表面处理的外观和性能:

a. OSP厚度必须控制在一定范围内;

b.微刻蚀量必须控制在一定范围内;

c. PCB制作过程中，若出现局部异常或可焊性不良，必须100%消除污染物(胶渣、油墨等)。