OSP表面处理工艺简介

http:/ PAGE 1 PAGE 2 & OSP制 程 介 绍 与 管 控 解 析& OSP板 储 存 条 件 与 对 策& OSP板 与 SMT制 程 管 控 http:/ PAGE 3 OSP制 程 介 绍 与 管 控 解 析 何 谓 PCB表 面 处 理 PCB表 面 处 理 的 类 型 OSP的 基 本 概 念 OSP与 其 他 表 面 处 理 工 艺 的 比 较 Glicoat-SMD F2反 应 机 理 Glicoat-SMD F2工 艺 流 程 制 程 管 控 重 点 http:/ PAGE 4 能 够 对 PCB板 的 镀 铜 层 起 到 防 止 氧 化 ， 并 同 时 满足 PCB终 端 客 户 进 行 焊 接 需 求 的 铜 面 最 终 保 护 层 。 http:/ PAGE 5 一 、 满 足 有 铅 焊 接 有 铅 喷 锡 （ 锡 63/铅 37）二 、 满 足 无 铅 焊 接 （ 符 合 RoHS） 1、 OSP 2、 化 学 镍 金 3、 化 学 沉 银 4、 化 学 沉 锡 5、 电 镀 镍 金 6、 无 铅 喷 锡 http:/ PAGE 6 在 PCB制 作 过 程 中 ， 为 了 使 焊 接 点 位 的 铜 表 面 在后 续 的 工 序 中 具 有 良 好 的 焊 接 性 能 ， 需 要 对 这 些 电 位进 行 相 应 的 表 面 处 理 ， 如 喷 锡 、 电 镀 镍 金 、 化 学 镍 金等 。 OSP中 文 为 ： 有 机 可 焊 性 抗 氧 化 处 理 （ Organic Solder-ability Preservatives， 英 文 缩 写 为 OSP） 是 多 种表 面 处 理 方 法 当 中 的 一 种 。 http:/ PAGE 7 OSP Ni/Au Tin HAL Solderability Fair Fair Fair Good Solder joint strength Excellent Fair Fair Good Process Easy Difficult Difficult Difficult Cost Lowest Highest High High Waste Easy Difficult Difficult Difficult Ionic residues Lowest Fair Fair Highest http:/ PAGE 8 工 艺 沉 镍 金 ENIG （ Electroless Nickel Immersion G old) 沉 锡 （ Immersion Tin) 沉 银 (Immersion silver) 无 铅 喷 锡 (Lead free H ASL) OSP 电 镍 金 (Ni/Au Plating)机 理 先 在 电 路 板 裸 铜 表面 反 应 沉 积 形 成 一层 含 磷 7-9%的 镍 镀层 ， 厚 度 约 3-5um，再 于 镍 表 面 置 换 一层 厚 度 约 0.05-0.15um的 纯 金 层 。 在 电 路 板 裸 铜 表面 经 化 学 置 换 反应 形 成 一 层 洁 白而 致 密 的 锡 镀 层 ，厚 度 约 0.7-1.2um。 在 电 路 板 裸 铜 表面 经 化 学 置 换 反应 形 成 一 层 洁 白而 致 密 的 银 镀 层 ，厚 度 约 0.15-0.4um。 在 电 路 板 裸 铜 表 面经 热 风 整 平 形 成 一层 较 光 亮 而 致 密 的无 铅 覆 盖 锡 合 金 层 ，厚 度 约 1-40um。 在 电 路 板 裸 铜 表 面沉 积 形 成 一 层 平 整而 致 密 的 有 机 覆 盖层 ， 厚 度 约 0.2-0.6um， 既 可 保 护铜 面 ， 又 可 保 证 焊接 性 能 。 在 电 路 板 裸 铜表 面 上 电 镀 铜 /镍 /金 镀 层 ， 镍层 约 3-8um， 金层 约 1-3 u。 优 点 表 面 平 整 ， 厚 度 均匀 表 面 平 整 ， 厚 度均 匀 表 面 洁 白 平 整 ，厚 度 均 匀 表 面 光 亮 平 整 ， 有一 定 的 厚 度 差 异(与 PCB产 品 焊 盘设 计 有 关 ) 覆 盖 层 平 整 表 面 平 整 ， 但有 一 定 的 厚 度差 异 （ 与 PCB的 排 版 设 计 有关 ）可 与 无 铅 焊 料 和 免清 洗 助 焊 剂 匹 配 可 与 无 铅 焊 料 和免 清 洗 助 焊 剂 匹配 可 与 无 铅 焊 料 和免 清 洗 助 焊 剂 匹配 可 与 无 铅 焊 料 和 免清 洗 助 焊 剂 匹 配 可 与 无 铅 焊 料 和 免清 洗 助 焊 剂 匹 配 可 与 无 铅 焊 料和 免 清 洗 助 焊剂 匹 配适 合 于 多 次 组 装 工艺 适 合 于 2-3次 组 装工 艺 适 合 于 2-3次 组 装工 艺 适 合 于 多 次 组 装 工艺 适 合 于 2-3次 组 装 工艺 适 合 于 多 次 组装 工 艺可 焊 性 可 保 持 到 12个 月 可 焊 性 可 保 持 到 6个 月 可 焊 性 可 保 持 到 6-12个 月 可 焊 性 可 保 持 到 12个 月 可 焊 性 可 保 持 到 6个 月 可 焊 性 可 保 持到 12个 月可 焊 性 良 好 ， 打 线良 好 ， 低 表 面 电 阻 ，并 可 耐 多 次 接 触 (适用 于 一 些 按 键 位 置 ) 表 面 处 理 层 平 整 ，易 于 进 行 元 器 件装 贴 ， 适 合 于 高密 度 IC封 装 的PCB和 FPC 表 面 处 理 层 平 整 ，易 于 进 行 元 器 件装 贴 可 焊 性 最 佳 ， 易 于与 焊 料 形 成 良 好 键合 的 合 金 层 表 面 处 理 层 平 整 ，易 于 进 行 元 器 件 装贴 金 手 指 位 置 可适 合 于 反 复 插接 （ 耐 磨 性 能和 耐 腐 蚀 性 能良 好 ）http:/ PAGE 9 工 艺 沉 镍 金 ENIG （ Electroless Nickel Immersion G old) 沉 锡 （ Immersion Tin) 沉 银 (Immersion silver) 无 铅 喷 锡 (Lead free H ASL) OSP 电 镍 金 (Ni/Au Plating)缺 点 有 机 会 出 现 黑 焊 盘 有 可 能 出 现 锡 须 不 能 接 触 含 硫 物 质 有 可 能 会 出 现 锡 须（ 通 过 焊 料 选 择 可控 制 在 危 害 界 限 之内 ） 客 户 装 配 重 工 困 难 内 应 力 稍 高表 面 处 理 后 若 受 到污 染 易 产 生 焊 接 不良 表 面 易 被 污 染 而影 响 焊 接 性 能 表 面 易 被 污 染 ， 银面 容 易 变 色 ， 从 而影 响 焊 接 性 能 和 外观 表 面 处 理 温 度 高 ，可 能 会 影 响 板 材 和阻 焊 油 墨 的 性 能 表 面 在 保 存 环 境 差的 情 况 下 易 出 现OSP膜 变 色 ， 焊 接不 良 等 电 镍 金 后 还 经过 多 道 后 工 序 ，表 面 处 理 后 若受 到 污 染 易 产 生 焊 接 不 良成 本 很 高 完 成 沉 锡 表 面 处理 后 如 再 受 到 高温 烘 板 或 停 放 时间 较 长 ， 则 可 导致 沉 锡 层 的 减 少 有 可 能 产 生 银 迁 移现 象 密 集 IC位 容 易 产 生高 低 不 平 的 差 异 ，从 而 影 响 贴 片 的 精度 部 分 微 小 孔 通 孔 容易 产 生 OSP不 良 现象 线 路 侧 面 为 裸铜 ， 若 使 用 环境 较 潮 湿 时 可导 致 绝 缘 性 能下 降http:/ PAGE 10 Glicoat-SMD F2 Glicoat-SMD F2是 日 本 四 国 化 成 株 式 会 社 （ SHIKOKU ）之 满 足 无 铅 焊 接 之 OSP产 品 ， 也 是 我 司 目 前 使 用 之 产 品 。 通 过 一 种 替 代 咪 唑 (1,3-二 氮 杂 茂 )衍 生 物 的 活 性 组 分与 金 属 铜 表 面 发 生 的 化 学 反 应 ， Glicoat-SMD F2 在 PCB的线 路 和 通 孔 等 焊 接 位 置 会 形 成 均 质 、 极 薄 、 透 明 的 有 机 涂覆 层 。 优 良 的 耐 热 性 ， 能 适 用 于 免 洗 助 焊 剂 和 锡 膏 。 http:/ PAGE 11 Glicoat-SMD F2 反 应 机 理PCB Cu Cu Cu CuCu CuNN R NN R NN R NN RNN R NN R NN R NN RCu CuCuCuCuCu http:/ PAGE 12 除 油 微 蚀 防 氧 化http:/ PAGE 13 http:/ PAGE 14 H2SO4-H2O2体 系 处 理 后 铜 面 的 微 观 粗 糙 度 非 常 均 匀 、 细 致 ，过 硫 酸 盐 体 系 处 理 后 铜 面 的 微 观 粗 糙 度 则 不 够 均 匀 和 细 致 ； 微 蚀体 系 的 选 择 不 同 ， 会 影 响 铜 面 的 外 观 色 泽 不 同 。H2SO4-H2O2体 系 过 硫 酸 盐 体 系http:/ PAGE 15 膜 厚 太 薄 则 不 能 有 效 的 阻 止 铜 面 氧 化 ； 膜 厚 太 厚 则 在 客 户 端进 行 波 峰 焊 时 ， 会 由 于 助 焊 剂 不 能 完 全 溶 解 PCB板 焊 盘 上 的 有 机保 护 膜 而 产 生 焊 锡 性 不 良 。http:/ PAGE 16 1、 微 蚀 深 度 ： 1.5-2.5um2、 返 工 次 数 ： 2次3、 微 蚀 体 系 ： H 2SO4-H 2O2体 系 http:/ PAGE 17 1、 膜 厚 ： 0.2-0.3um2、 回 流 焊 测 试 ： 参 考 客 户 最 高 要 求 的 无 铅 回 流 焊 曲 线 设 定 炉 温 曲 线 ， 过 炉 3次 ， 仍 然 保 持 基 本 均 匀 一 致 的 膜 色 ， 并 不 产 生 严 重 的 OSP膜 色 差 。 3、 可 焊 性 测 试 ： 回 流 焊 2次 + 漂 锡 1次 做 可 焊 性 测 试 ， 95%上 锡 饱 满 。 http:/ PAGE 18 1、 峰 值 温 度 ： 250 52、 220 以 上 时 间 ： 60-90秒 http:/ PAGE 19 http:/ PAGE 20 OSP板 储 存 条 件 与 对 策 OSP板 储 存 条 件 OSP板 储 存 期 限 OSP板 受 潮 应 对 方 案 http:/ PAGE 21 1、 无 酸 性 气 体2、 溫 度 ： 15-25 3、 湿 度 ： 50% http:/ PAGE 22 1、 最 佳 期 限 ： 3个 月2、 最 长 期 限 ： 6个 月http:/ PAGE 23 OSP板 超 期 或 储 存 条 件 不 佳 ， 会 导 致 受 潮 ， 从 而 造成 PCB板 的 爆 板 分 层 和 波 峰 焊 锡 洞 问 题 。应 对 方 案 ：1、 波 峰 焊 前 进 行 烤 板 ： 100 1h2、 退 回 PCB厂 家 进 行 重 工 。 http:/ PAGE 24 OSP板 与 SMT制 程 管 控 OSP板 的 焊 接 机 理 Glicoat-SMD F2皮 膜 裂 解 曲 线 OSP板 在 SMT制 程 的 时 间 管 控 建 议 http:/ PAGE 25 SMT工 艺 流 程 ：印 锡 膏 贴 片 Reflow锡 膏 中 含 有 的 助 焊 剂 将 OSP膜 完 全 溶 解 掉 ， 使 之 露 出 新鲜 的 铜 面 与 锡 膏 焊 料 直 接 接 触 ， 经 Reflow后 形 成 铜 层 与焊 料 之 间 IMC层 。 http:/ PAGE 26 波 峰 焊 工 艺 流 程 ：喷 助 焊 剂 波 峰 焊助 焊 剂 将 OSP膜 完 全 溶 解 掉 ， 使 之 露 出 新 鲜 的 铜 面 与 锡炉 焊 料 接 触 ， 波 峰 焊 后 形 成 IMC层 。 http:/ PAGE 27 F2 Thermal Decomposition354.7 http:/ PAGE 28 一 次 贴 装 ： 拆 真 空 包 装 一 次 回 流 焊 波 峰 焊48小 时 24小 时两 次 贴 装 ： 拆 真 空 包 装 一 次 回 流 焊 二 次 回 流 焊 波 峰 焊48小 时 24小 时 12小 时 项 目 储 存 条 件 保 存 期 限OSP后 包 装 1、 无 酸 性 气 体2、 溫 度 ： 15-253、 湿 度 ： 50%4、 真 空 包 装 7 天（ 推 荐 3天 ）包 装 后 客 户 拆 包 1、 无 酸 性 气 体2、 溫 度 ： 15-253、 湿 度 ： 50% 6 个 月（ 推 荐 3个 月 ） 客 户 拆 包 后 组 装 制 程 1、 无 酸 性 气 体2、 溫 度 ： 15-253、 湿 度 ： 50% http:/ PAGE 29 ENDThank you for your attentionhttp:/