OSP表面处理工艺简介.ppt

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。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。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 PAGE 8 工艺工艺沉镍金沉镍金ENIG （Electroless Nickel Immersion Gold)沉锡沉锡（Immersion Tin)沉银沉银(Immersion silver)无铅喷锡无铅喷锡(Lead free HASL)OSP电镍金电镍金(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）PAGE 9 工艺工艺沉镍金沉镍金ENIG （Electroless Nickel Immersion Gold)沉锡沉锡（Immersion Tin)沉银沉银(Immersion silver)无铅喷锡无铅喷锡(Lead free HASL)OSP电镍金电镍金(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。PAGE 11 Glicoat-SMD F2 反应机理PCBCuCuCuCuCuCuNNRNNRNNRNNRNNRNNRNNRNNRCuCuCuCuCuCuPAGE 12 除油除油微蚀微蚀防氧化防氧化PAGE 13 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。PAGE 16 1、微蚀深度：、微蚀深度：1.5-2.5um2、返工次数：、返工次数：2次次3、微蚀体系：、微蚀体系：H2SO4-H2O2体系体系PAGE 17 1、膜厚：、膜厚：0.2-0.3um2、回流焊测试：、回流焊测试：参考客户最高要求的无铅回流焊曲线设定炉参考客户最高要求的无铅回流焊曲线设定炉 温曲线，过炉温曲线，过炉3次，仍然保持基本均匀一致次，仍然保持基本均匀一致 的膜色，并不产生严重的的膜色，并不产生严重的OSP膜色差。膜色差。3、可焊性测试：、可焊性测试：回流焊回流焊2次次+漂锡漂锡1次做可焊性测试，次做可焊性测试，95%上上 锡饱满。锡饱满。PAGE 18 1、峰值温度：、峰值温度：25052、220以上时间：以上时间：60-90秒秒PAGE 19 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PAGE 21 1、无酸性气体2、溫度：15-25 3、湿度：50%PAGE 22 1、最佳期限：3个月2、最长期限：6个月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。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PAGE 25 SMT工艺流程：工艺流程：印锡膏印锡膏 贴片贴片 Reflow锡膏中含有的助焊剂将锡膏中含有的助焊剂将OSP膜完全溶解掉，使之露出新膜完全溶解掉，使之露出新鲜的铜面与锡膏焊料直接接触，经鲜的铜面与锡膏焊料直接接触，经Reflow后形成铜层与后形成铜层与焊料之间焊料之间IMC层。层。PAGE 26 波峰焊工艺流程：波峰焊工艺流程：喷助焊剂喷助焊剂 波峰焊波峰焊助焊剂将助焊剂将OSP膜完全溶解掉，使之露出新鲜的铜面与锡膜完全溶解掉，使之露出新鲜的铜面与锡炉焊料接触，波峰焊后形成炉焊料接触，波峰焊后形成IMC层。层。PAGE 27 F2F2Thermal Decomposition354.7 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小时项目项目储存条件储存条件保存期限保存期限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%PAGE 29 ENDThank you for your attention