OSP表面处理工艺简介

景旺电子（深圳）有限公司PAGE1OSP表面处理工艺简介工艺部/范喜川景旺电子（深圳）有限公司PAGE2OSP制程介绍与管控解析OSP板储存条件与对策OSP板与SMT制程管控目录景旺电子（深圳）有限公司PAGE3OSP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-SMDF2反应机理——Glicoat-SMDF2工艺流程——制程管控重点景旺电子（深圳）有限公司PAGE4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终端客户进行焊接需求的铜面最终保护层。景旺电子（深圳）有限公司PAGE5PCB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、OSP2、化学镍金3、化学沉银4、化学沉锡5、电镀镍金6、无铅喷锡景旺电子（深圳）有限公司PAGE6什么是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：有机可焊性抗氧化处理（OrganicSolder-abilityPreservatives，英文缩写为OSP）是多种表面处理方法当中的一种。景旺电子（深圳）有限公司PAGE7PCB表面处理比较OSPNi/AuTinHALSolderabilityFairFairFairGoodSolderjointstrengthExcellentFairFairGoodProcessEasyDifficultDifficultDifficultCostLowestHighestHighHighWasteEasyDifficultDifficultDifficultIonicresiduesLowestFairFairHighest景旺电子（深圳）有限公司PAGE8PCB表面处理优点比较工艺沉镍金ENIG（ElectrolessNickelImmersionGold)沉锡（ImmersionTin)沉银(Immersionsilver)无铅喷锡(LeadfreeHASL)OSP电镍金(Ni/AuPlating)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1-3u。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）景旺电子（深圳）有限公司PAGE9PCB表面处理缺点比较工艺沉镍金ENIG（ElectrolessNickelImmersionGold)沉锡（ImmersionTin)沉银(Immersionsilver)无铅喷锡(LeadfreeHASL)OSP电镍金(Ni/AuPlating)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景旺电子（深圳）有限公司PAGE10Glicoat-SMDF2Glicoat-SMDF2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-SMDF2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。景旺电子（深圳）有限公司PAGE11Glicoat-SMDF2反应机理PCBCuCuCuCuCuCuNNRNNRNNRNNRNNRNNRNNRNNRCuCuCuCuCuCu景旺电子（深圳）有限公司PAGE12OSP制程工艺流程除油微蚀防氧化景旺电子（深圳）有限公司PAGE13OSP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：膜厚景旺电子（深圳）有限公司PAGE14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体系过硫酸盐体系景旺电子（深圳）有限公司PAGE15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。景旺电子（深圳）有限公司PAGE16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体系景旺电子（深圳）有限公司PAGE17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。景旺电子（深圳）有限公司PAGE18回流焊测试曲线设定要求(KW)1、峰值温度：250±5℃2、220℃以上时间：60-90秒景旺电子（深圳）有限公司PAGE19回流焊测试炉温曲线图(KW)景旺电子（深圳）有限公司PAGE20OSP板储存条件与对策——OSP板储存条件——OSP板储存期限——OSP板受潮应对方案景旺电子（深圳）有限公司PAGE21OSP板储存条件1、无酸性气体2、溫度：15-25℃3、湿度：≤50%景旺电子（深圳）有限公司PAGE22OSP板储存期限1、最佳期限：≤3个月2、最长期限：≤6个月景旺电子（深圳）有限公司PAGE23OSP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。景旺电子（深圳）有限公司PAGE24OSP板与SMT制程管控——OSP板的焊接机理——Glicoat-SMDF2皮膜裂解曲线——OSP板在SMT制程的时间管控建议景旺电子（深圳）有限公司PAGE25OSP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。景旺电子（深圳）有限公司PAGE26OSP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。景旺电子（深圳）有限公司PAGE27Glicoat-SMDF2皮膜裂解曲线F2ThermalDecomposition354.7℃ＴＧＤＴＡ景旺电子（深圳）有限公司PAGE28OSP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：15-25℃3、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：15-25℃3、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：15-25℃3、湿度：≤50%景旺电子（深圳）有限公司PAGE29ENDThankyouforyourattention