Q-Q-3-19 A1 OSP PCB培训资料及管控规范.doc

三阶文件编号Q-Q-3-19版本A1OSP PCB培训资料及管控规范页次第6页共6页生效日期2010-4-7 核准: 审核: 制订: 张晓溪 文件修订记录一览表序号版本页次修订类型修 订 内 容 简 要修订者修订日期备注拟定增加删除修正1A15新增张晓溪2010-4-81目的对OSP PCB进行说明和定义，使内部流程更加符合OSP工艺特点，保证产品焊接质量。2适用范围适应于长田电子有限公司内部所有OSP的管控3名词定义 OSP：OSP是Organic 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。我司所有裸铜板都称为OSP板。 4职责品保部或工程部确认PCB是否为OSP工艺，各部按本指引进行作业。5作业内容：5.1 OSP的工艺流程及技术资料5.1.1 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5.1.2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好，若除油效果不好，则应及时更换除油液。5.1.3 微蚀的目的是形成粗糙的铜面,便于成膜.微蚀的厚度直接影响到成膜速率，因此，要形成稳定的膜厚,保持微蚀厚度的稳定是非常重要的.一般将微蚀厚度控制1.0-1.5um 比较合适。每班生产前，可测定微蚀速率，根据微蚀速率来确定微蚀时间。5.1.4 成膜前的水洗最好采有DI 水，以防成膜液遭到污染。成膜后的水洗也最好采有DI水，且PH值应控制在4.0-7.0之间，以防膜层遭到污染及破坏。OSP 工艺的关键是控制好防氧化膜的厚度。膜太薄，耐热冲击能力差，在过回流焊时，膜层耐不往高温（190-200C）,最终影响焊接性能，在电子装配线上，膜不能很好的被助焊剂所溶解，影响焊接性能。一般控制膜厚在0.2-0.5um之间比较合适。5.2 OSP 的工艺缺点 OSP工艺的不足之处是所形成的保护膜极薄，易于划伤（或擦伤），必须精心操作和运放。同时，经过多次高温焊接过程的OSP膜（指未焊接的连接盘上OSP膜）会发生变色或裂缝，影响可焊性和可靠性。锡膏印刷工艺要掌握得好，因为印刷不良的板不能使用IPA等进行清洗，会损害OSP层。透明和非金属的OSP 层厚度也不容易测量，透明性对涂层的覆盖面程度也不容易看出，所以供应商这些方面的质量稳定性较难评估； 5.3 OSP PCB的SMT应用指南：5.3.1 OSP PCB 包装 ,储存, 及使用:OSP PCB 表面的有机涂料极薄, 若长时间暴露在高温高湿环境下，PCB 表面将发生氧化，可焊性变差， 经过回流焊制程后，PCB 表面有机涂料也会变薄，导致PCB 铜箔容易氧化。所以OSP PCB 与SMT 半成品板保存方式及使用应遵守以下原则：(a) OSP PCB 來料应采用真空包装，并附上干燥剂及湿度显示卡。运输和保存时,带有有OSP的PCB之间要使用隔离纸以防止摩擦损害OSP表面。(b) 不可暴露于直接日照环境 ,保持良好的仓库储存环境，具体依照环境温湿度管控规范管控仓库温湿度， 保存期限小于 6 个月。（c） 在SMT 现场拆封时，必须检查湿度显示卡,并于12小时内上线,印刷之后尽快过炉不可停留,因为锡膏里面的助焊剂对OSP皮膜腐蚀很强。生产过程中保持良好的车间环境，温湿度按环境温湿度管控规范进行管控。要避免直接用手接触PCB表面,以免其表面受汗液污染而发生氧化。(d) SMT 单面贴片完成后，必须在过炉后第一时间记录过炉时间及允许放置时间在【产品状态标示卡】上，规定于24小时内要完成第二面SMT 零件贴片组装。（e） 完成SMT后要在尽可能短的时间内（最长36小时）完成DIP 手插件。在SMT工艺完成后也第一时间记录过炉后时间及允许放置时间在【产品状态标示卡】。(f) OSP PCB不可以烘烤，高温烘烤容易使OSP变色劣化。假若空板超过使用期限,应退厂商进OSP 重工.5.3.2 OSP PCB 的SMT 锡膏印刷钢板设计OSP 相对于普通的喷锡板钢网开口面积会稍大一点,所以当PCB 由喷锡改为OSP时,钢网最好重开,要保证焊锡能盖住整个焊盘.钢板开刻可以使用喷锡板的原则，OSP平整放置，对锡膏成形有利，且PAD 不能提供一部分焊锡，故开口可以适当增大,但要以吃饱锡为好。开口增大后，为解决SMT CHIP 件锡珠、碑及OSP PCB 铜问题，将锡膏印刷机钢网开孔设计方式, 改为凹型设计。(a) 在锡膏印刷钢板设计时,尽可能让焊锡全部覆盖焊盘。根据IPC 610-D 版 PCBA 焊锡质量目视检验标准,焊盘边缘小部分铜的情况是可以被判定允收的,但覆盖至少要达到焊盘面积的80%以上。(b) 是PCB上件位置因故未放置零件, 锡膏也需尽量覆盖焊盘。(c) 为防止OSP PCB在 SMT 制程中等待时间太久造成贯穿孔氧化，以致产生焊锡性及可靠问题，可以考虑在锡膏印刷站将所有 ICT 测试点及DIP 贯穿孔印上锡膏,以保护贯穿孔致氧化生锈。5.3.4 OSP PCB 印刷锡膏的重工(a) 尽量避免印刷错误，因清洗会损害OSP保护层。(b) 当PCB 印刷锡膏时,由于OSP保护膜极被有机溶剂侵蚀,所有OSP PCB能用高挥发性溶剂浸泡或清洗，建议以无纺布沾75%酒精擦除锡膏。(c) 重工完成后的PCB,应该在2小时内完成当次重工PCB面的SMT 焊锡作业。对此作标示以便区分（d）清洁重利用的PCB,需要作上标示记号,并区分管理,【产品状态标示单】上要备注“清洁PCB再使用”,以便跟进追溯。5.3.5 OSP PCB 的回流炉温曲线回流焊时峰值温度设置要控制好,具体参照回流炉作业规范控制。否则再做第二面的时候可能会出现焊盘吃锡问题，当然，出现这个情况也说明板子的耐高温不过关。对双面装配，首次回流需要氮气环境来维持第二面的可焊性。现在的OSP也会在有助焊剂和热的时候消失，但第二面的保护剂保持完整，直到印有锡膏或过波峰焊，此时回流或波峰焊时才不一定要求惰性气体环境.在首次的有氧加热情况下通孔里的OSP（不耐热的品种）会与焊盘上一样产生部分乃至全部的分解,以至于有漏出基材的可能，这可通过OSP的变色程度观察到，而分解和氧化的OSP残留物溶解性和流动性都会显著的下降,非原焊剂可对付的，通孔的主要焊接面积在内孔，内孔的可焊面积会受到分解和氧化的OSP残留物的影响。5.3.6 OSP PCB 的ICT 测试采用OSP 表面处理，如果测试点没有被焊料覆盖,将导致在ICT 测试时.出现针床夹具的接触问题。有很多因素会影响ICT 测试效果,其中的一些因素是：OSP提供类型、在回流炉中经过的次数、是否为波峰工艺、氮气回流还是空气回流，以及在ICT 时的模拟测试类型等。仅仅改以采用更锋利的探针类型来穿过OSP 层，将只会导致损坏并戳穿PCB 测试过孔或者测试焊盘。所以不要直接对裸露的铜