OSP表面处理工艺简介

1、OSP表面处理工艺简介OSP表面处理工艺简介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制程管控目 录docin/sundae_mengPAGE 4 OSP制程介绍与管控解析目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docin/sundae_mengPAGE 5 OSP制程介绍与管控解析 PAGE 4 何谓PCB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

2、户进行焊接需求的铜面最终保护层。docin/sundae_mengPAGE 6 何谓PCB表面处理？ 能够对PCPAGE 5 PCB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docin/sundae_mengPAGE 7 PCB表面处理的类型？一、满足有铅焊接dociPAGE 6 什么是OSP？ 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

3、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。docin/sundae_mengPAGE 8 什么是OSP？ 在PCB制作过程PAGE 7 PCB表面处理比较docin/sundae_mengPAGE 9 PCB表面处理比较docin/sundae_mPAGE 8 PCB表面处理优点比较工艺沉镍金ENIG （Electroless Nickel Immersion Gold)沉锡（Immersion Tin)沉银(Immersion silver)无铅喷锡(Lead free HASL)OSP电镍金(Ni/Au

4、 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

5、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

6、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）docin/sundae_mengPAGE 10 PCB表面处理优点比较工艺沉镍金ENIG PAGE 9 PCB表面处理缺点比较工艺沉镍金ENIG （Electroless Nickel Immersion Gold)沉锡（Immersion Tin)沉银(Immersion silv

7、er)无铅喷锡(Lead free HASL)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

8、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docin/sundae_mengPAGE 11 PCB表面处理缺点比较工艺沉镍金ENIG 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

9、膏。 docin/sundae_mengPAGE 12 Glicoat-SMD F2 GlicoaPAGE 11 Glicoat-SMD F2 反应机理 PCBCuCuCuCuCuCuCuCuCuCuCuCudocin/sundae_mengPAGE 13 Glicoat-SMD F2 反应机理 PCPAGE 12 OSP制程工艺流程除油微蚀防氧化docin/sundae_mengPAGE 14 OSP制程工艺流程除油微蚀防氧化docin/PAGE 13 OSP关键流程控制方案关键流程微蚀： 微蚀深度及返工次数防氧化： 膜厚docin/sundae_mengPAGE 15 OSP关键流程控制方

10、案关键流程微蚀： 微蚀深PAGE 14 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docin/sundae_mengPAGE 16 为什么需要特殊管制微蚀深度？ PAGE 15 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。docin/sundae_mengPAGE 17 为什么需要控制膜厚？ 膜厚太薄P

11、AGE 16 微蚀深度管制1、微蚀深度：1.5-2.5um2、返工次数：2次3、微蚀体系：H2SO4-H2O2体系docin/sundae_mengPAGE 18 微蚀深度管制1、微蚀深度：1.5-2.5umPAGE 17 膜厚管制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。docin/sundae_mengPAGE 19 膜厚管制1、膜厚：0.2-0.3umdociPAGE 18 回流焊测试曲线设定要

12、求(KW)1、峰值温度：25052、220以上时间：60-90秒docin/sundae_mengPAGE 20 回流焊测试曲线设定要求(KW)1、峰值温度：PAGE 19 回流焊测试炉温曲线图(KW)docin/sundae_mengPAGE 21 回流焊测试炉温曲线图(KW)docin/suPAGE 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docin/sundae_mengPAGE 22 OSP板储存条件与对策PAGE 21 OSP板储存条件1、无酸性气体2、溫度：15-25 3、湿度：50%docin/sundae_mengPAGE 23 O

13、SP板储存条件1、无酸性气体2、溫度：1PAGE 22 OSP板储存期限1、最佳期限： 3个月2、最长期限：6个月docin/sundae_mengPAGE 24 OSP板储存期限1、最佳期限： 3个月PAGE 23 OSP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 1h2、退回PCB厂家进行重工。docin/sundae_mengPAGE 25 OSP板受潮应对方案 OSP板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

14、的时间管控建议docin/sundae_mengPAGE 26 OSP板与SMT制程管控PAGE 25 OSP板的SMT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。docin/sundae_mengPAGE 27 OSP板的SMT焊接机理 SMT工艺流程：锡PAGE 26 OSP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。docin/sundae_mengPAGE 28 OSP板的波峰焊接机理 波峰焊工艺流程：助焊PAGE 27 Glicoat-SMD F2皮膜裂解曲线F2Thermal Decomposition354.7 docin/sundae_mengPAGE 29 Glicoat-SMD F2皮膜裂解曲线F2PAGE 28 OSP板在SMT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：