OSP表面处理工艺简介.ppt

景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP表面处理工艺简介表面处理工艺简介 工艺部工艺部/ /范喜川范喜川 1 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 & 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 目目 录录 2 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 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 3 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 何谓何谓PCBPCB表面处理？表面处理？ 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。 4 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 PCBPCB表面处理的类型？表面处理的类型？ 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 5 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 什么是什么是OSPOSP？ 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。 6 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 PCBPCB表面处理比较表面处理比较 7 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 PCBPCB表面处理优点比较表面处理优点比较 工艺艺 沉镍镍金ENIG （ Electroless Nickel Immersion Gold) 沉锡锡 （Immersion Tin) 沉银银 (Immersion silver) 无铅喷锡铅喷锡 (Lead free HASL) OSP 电镍电镍 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） 8 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 PCBPCB表面处理缺点比较表面处理缺点比较 工艺艺 沉镍镍金ENIG （ Electroless Nickel Immersion Gold) 沉锡锡 （Immersion Tin) 沉银银 (Immersion silver) 无铅喷锡铅喷锡 (Lead free HASL) OSP 电镍电镍 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 9 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 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。 10 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 Glicoat-SMD F2 反应机理 PCB CuCuCuCu CuCuCuCu CuCuCuCu 11 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP制程工艺流程制程工艺流程 除油 微蚀防氧化 12 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP关键流程控制方案关键流程控制方案 关键流程关键流程 微蚀：微蚀： 微蚀深度及返工次数微蚀深度及返工次数 防氧化：防氧化： 膜厚膜厚 13 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 为什么需要特殊管制微蚀深度？为什么需要特殊管制微蚀深度？ 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 14 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 为什么需要控制膜厚？为什么需要控制膜厚？ 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。 15 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 微蚀深度管制微蚀深度管制 1、微蚀深度：1.5-2.5um 2、返工次数：2次 3、微蚀体系：H2SO4-H2O2体系 16 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 膜厚管制膜厚管制 1、膜厚：0.2-0.3um 2、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。 17 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 回流焊测试曲线设定要求回流焊测试曲线设定要求(KW)(KW) 1、峰值温度：2505 2、220以上时间：60-90秒 18 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 回流焊测试炉温曲线图回流焊测试炉温曲线图(KW)(KW) 19 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 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 20 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP板储存条件板储存条件 1、无酸性气体 2、溫度：15-25 3、湿度：50% 21 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP板储存期限板储存期限 1、最佳期限： 3个月 2、最长期限：6个月 22 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP板受潮应对方案板受潮应对方案 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 1h 2、退回PCB厂家进行重工。 23 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 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 24 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP板的板的SMTSMT焊接机理焊接机理 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。 25 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP板的波峰焊接机理板的波峰焊接机理 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。 26 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 GlicoatGlicoat-SMD F2-SMD F2皮膜裂解曲线皮膜裂解曲线 F2 Thermal Decomposition 354.7 27 PAGE 景旺电子（深圳）有限公司 OSPOSP板在板在SMTSMT制程的储存管控建议制程的储存管控建议 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1