《表面处理OSP工艺原理教材》由会员分享，可在线阅读，更多相关《表面处理OSP工艺原理教材（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Meadville Confidential1讲解人：温讲解人：温 斌斌2010-12-12010-12-1表面处理工艺原理介绍表面处理工艺原理介绍-OSPOSP(Organic(Organic SolderabilitySolderability Preservatives) Preservatives)Meadville Confidential2讲解内容讲解内容概述概述OSPOSP工艺流程工艺流程 OSPOSP组成组成成膜厚度的控制成膜厚度的控制检测方法及重点监控项目检测方法及重点监控项目常见问题及解决方法常见问题及解决方法Meadville Confidential3概述概述一、定义：
2、一、定义：有机可焊性保护膜（organic solderability preservative）是以化学的方法，在裸铜表面形成一层0.2-0.6um薄膜。这层膜具有防氧化、耐热冲击、耐湿性。优点：表面平坦，膜厚0.2-0.6 um，适合SMT和线导线细 间距的PCB；膜脆易焊，能承受多次以上热冲击，并与任意焊料 兼容；水溶性操作，最高温度不到50度，不会发生板子的 翘曲变形；生产过程中无高温，低噪声，有利于环保；成本比较低。Meadville Confidential4概述概述二、主要供应商二、主要供应商Entek （乐思）（乐思）：ENTEK PLUS HTSHIKOKU（四国化成）（四国
3、化成）：Glicoat SMD F2(LX)OSPOSP有三大类的材料：有三大类的材料：松香类（松香类（RosinRosin）活性树脂类（活性树脂类（Active ResinActive Resin）唑类（唑类（AzoleAzole）。）。 目前最常见的也就是：目前最常见的也就是：唑类（唑类（Azole）Meadville Confidential5概述概述咪唑咪唑Meadville Confidential6概述概述苯并三唑苯并三唑Meadville Confidential7OSP工艺流程工艺流程一、流程一、流程烘干烘干除油除油水洗水洗微蚀微蚀水洗水洗吹干吹干预浸预浸OSP水洗水洗除油除油
4、PH值：值：2.9-3.1 酸值：酸值：250-290注：注：GLICOAT GLICOAT 无预浸无预浸. .Meadville Confidential8OSP工艺流程工艺流程流程流程Meadville Confidential9OSP工艺流程工艺流程唑类有机物在酸性溶液中能离解（唑类有机物在酸性溶液中能离解（H+的离去），从而成了孤对电子对；的离去），从而成了孤对电子对；经过前处理的铜面，在经过前处理的铜面，在OSP主槽中就形成了主槽中就形成了Cu（3d104s1）、）、Cu+及及Cu2+不同不同 形态的铜；形态的铜；Cu+的的3d10轨道与孤对电子对通过配位键形成有机可焊性膜。轨道与孤
5、对电子对通过配位键形成有机可焊性膜。Cu2+CuCu+Cu+苯并三氮唑（咪唑）苯并三氮唑（咪唑）Meadville Confidential10OSP工艺流程工艺流程OSP膜高分子结构膜高分子结构Meadville Confidential11OSP组成组成OSP药液的大体结成如下：药液的大体结成如下：烷基苯并咪唑烷基苯并咪唑 有机酸（甲酸、乙酸）有机酸（甲酸、乙酸） 氯化铜氯化铜烷基苯并咪唑类有机化合物中的咪唑环与一价铜原子烷基苯并咪唑类有机化合物中的咪唑环与一价铜原子3d10形成配形成配 位键从而形成络合物，而支链烷基间是通过范德华力而相互吸位键从而形成络合物，而支链烷基间是通过范德华力而
6、相互吸 引，所以形成了引，所以形成了OSP保护膜，因其中有苯环的存在，所以，这层保护膜，因其中有苯环的存在，所以，这层 保护膜具有很好的耐热性和高的热分解能力；保护膜具有很好的耐热性和高的热分解能力；有机酸的加入可以增加烷基苯并咪唑在水溶液中的溶解度，促进有机酸的加入可以增加烷基苯并咪唑在水溶液中的溶解度，促进 络合物膜的形成。但是过量的有机酸反而会使沉积在铜表面上的络合物膜的形成。但是过量的有机酸反而会使沉积在铜表面上的 OSP膜溶解，因而控制有机酸的加入时（即控制膜溶解，因而控制有机酸的加入时（即控制PH值是至关重要值是至关重要 的），一般的），一般PH值控制在：值控制在：2.9-3.1
7、有机酸值控制在：有机酸值控制在：250-290 。Meadville Confidential12成膜厚度的控制成膜厚度的控制OSP工艺的关键是控制好防氧化膜的厚度。膜厚太薄，耐热冲击能力差，工艺的关键是控制好防氧化膜的厚度。膜厚太薄，耐热冲击能力差，在过回流焊时，膜层耐不住高温，最终影响焊接性；膜厚太厚，在电子装在过回流焊时，膜层耐不住高温，最终影响焊接性；膜厚太厚，在电子装配线时，不能很好的被助焊剂所溶解，影响焊接性能。配线时，不能很好的被助焊剂所溶解，影响焊接性能。一般膜厚控制在：一般膜厚控制在：0.2-0.6 um 要得到均匀的膜厚，生产中必须控制好以下几个方面：要得到均匀的膜厚，生产
8、中必须控制好以下几个方面：除油除油 除油效果的好坏直接影响到成膜质量。除油不良，则成膜不除油效果的好坏直接影响到成膜质量。除油不良，则成膜不 均匀；均匀；微蚀微蚀 微蚀的目的是形成粗糙的铜面，便于成膜。微蚀的速率直接微蚀的目的是形成粗糙的铜面，便于成膜。微蚀的速率直接 影响到成膜，因此，要形成稳定的膜厚，保持微蚀速率的稳定影响到成膜，因此，要形成稳定的膜厚，保持微蚀速率的稳定性是非常重要的。性是非常重要的。一般做选化板，微蚀速率：一般做选化板，微蚀速率：0.3-0.6 um； 全铜板，微蚀速率：全铜板，微蚀速率：1.0-1.5 um。Meadville Confidential13成膜厚度的控
9、制成膜厚度的控制OSP主槽主槽l 工作溶液工作溶液Ra(90-100%) RB1(70-95%);l PH值的稳定对成膜速率的影响较大，为了保持值的稳定对成膜速率的影响较大，为了保持PH的稳定，主槽中添加的稳定，主槽中添加 了一定量的缓冲剂；了一定量的缓冲剂；l 一般一般PH值控制在：值控制在：2.9-3.1，可以得到致密、均匀而厚度适中的，可以得到致密、均匀而厚度适中的OSP膜；膜； 若若PH值偏高（值偏高（5），烷基苯并咪唑的溶解度降低，有油状物析出；），烷基苯并咪唑的溶解度降低，有油状物析出； 若若PH值偏低（值偏低（2），会使形成的膜部分溶解；），会使形成的膜部分溶解；l 控制控制OS
10、P槽的温度稳定也是必要的，温度的变化对成膜速率的影响也比槽的温度稳定也是必要的，温度的变化对成膜速率的影响也比 较大，温度越高，成膜速率越快；较大，温度越高，成膜速率越快；l 成膜时间的控制：成膜时间越长，成膜越厚成膜时间的控制：成膜时间越长，成膜越厚; （ENTEK为为50-70s， GLICOAT为为70-90s）l OSP主槽后的水洗必须为主槽后的水洗必须为DI水，且必须保证水，且必须保证PH值大于值大于5，避免，避免OSP膜的溶膜的溶 解。解。Meadville Confidential14检测方法检测方法膜厚：膜厚：设备及仪器设备及仪器 UV 分光光度计 1cm 石英比色皿 1ml
11、移液管 25ml 移液管 250ml 烧杯试剂试剂 5%盐酸溶液分析方法分析方法 1）取一单面3cm5cm裸铜板经ENTEK全线。 2） 将处理过的试样置于一个干燥、洁净的250 ml 烧杯中。 3）移取25 ml 5.0% HCl 测试溶液至此烧杯中, 轻轻搅拌3 分钟, 然后立 即取出试样。 4）用新鲜的5.0 % HCl 溶液校准UV分光光度计，使其在270.0 nm 处 吸光 度为零。 5）小心将烧杯中的溶液倒至1 cm 比色皿中，记录吸光度。计算公式计算公式 膜厚(m) =吸光度 x F(t)Meadville Confidential15日常监控项目日常监控项目重点监控：重点监控：
12、l 微蚀速率微蚀速率l 膜厚膜厚l 贾凡尼效应点（金铜比例）贾凡尼效应点（金铜比例）l WETTING BALANCEWETTING BALANCEl 可焊性测试可焊性测试Meadville Confidential16常见问题及解决方法常见问题及解决方法异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施OSPOSP膜下有氧膜下有氧化化 1)1)板面氧化程度过深板面氧化程度过深1)1)经经PUMICEPUMICE处理再生产处理再生产2)2)微蚀量不足微蚀量不足2)2)提高微蚀槽温度和微蚀剂浓提高微蚀槽温度和微蚀剂浓度以提高微蚀量度以提高微蚀量异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施O
13、SPOSP膜面呈彩膜面呈彩色色1)1)前处理微蚀量不足前处理微蚀量不足1)1)适当增大前处理微蚀量适当增大前处理微蚀量2)2)OSPOSP主槽主槽pHpH过低过低2)2)加氨水调整加氨水调整OSPOSP主槽主槽pHpH至至3.03.0-3.1-3.1Meadville Confidential17常见问题及解决方法常见问题及解决方法异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施OSP膜下发花膜下发花（“花脸花脸”） 1)微蚀液残留造成微微蚀液残留造成微 蚀不蚀不均匀均匀1)在微蚀槽前后安装挡水滚在微蚀槽前后安装挡水滚轮或吸水海绵轮或吸水海绵2)微蚀槽铜离子过高微蚀槽铜离子过高2)当班分析铜
14、离子大于当班分析铜离子大于15g/l时，稀释微蚀槽。时，稀释微蚀槽。3)预浸预浸PH值偏下限值偏下限 3)将将PH提高提高-加入加入100ml氨氨水水异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施OSP膜上发紫膜上发紫（可以擦去）（可以擦去） 1)主槽后滚轮药液反沾主槽后滚轮药液反沾1)清洗主槽清洗主槽 后的滚轮（包括后的滚轮（包括海绵滚轮海绵滚轮2)主槽后水洗水主槽后水洗水PH偏低偏低 2)更换主槽后的水洗水（必更换主槽后的水洗水（必要时关闭第一道水洗）要时关闭第一道水洗）Meadville Confidential18常见问题及解决方法常见问题及解决方法异常现象异常现象 产生原因产生原
15、因解决措施解决措施“亮点亮点”（膜（膜面上的点状光面上的点状光泽不一样泽不一样 1)主槽内的传动系统系统主槽内的传动系统系统不正常对板面形成摩擦不正常对板面形成摩擦1)1)检查维修主槽内的传动系检查维修主槽内的传动系统统2)主槽前后的滚轮需要清主槽前后的滚轮需要清洁洁2)清洁主槽前后药液没有浸清洁主槽前后药液没有浸泡的滚轮（包括海绵滚轮）泡的滚轮（包括海绵滚轮）3)药液添加后没有循环均药液添加后没有循环均匀匀3)加药液严格按照少量多次加药液严格按照少量多次原则均匀添加原则均匀添加4)脱脂槽铜离子对铜面有脱脂槽铜离子对铜面有咬蚀（脱脂后铜面发黑）咬蚀（脱脂后铜面发黑） 4)检查并补充到标准液位稀
16、检查并补充到标准液位稀释铜离子或当槽释铜离子或当槽Meadville Confidential19常见问题及解决方法常见问题及解决方法异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施OSPOSP膜面有水膜面有水渍渍1)1)有叠板或卡板有叠板或卡板1)1)检查排除传动系统故障检查排除传动系统故障2)2)烘干段温度不够或风烘干段温度不够或风刀堵塞刀堵塞2)2)维护烘干段加热器和风刀维护烘干段加热器和风刀异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施“水渍印水渍印”（膜面粗糙，（膜面粗糙，呈水纹或条状）呈水纹或条状）1)1)预浸槽内的药液溅到前预浸槽内的药液溅到前后的滚轮上形成红色的后的滚轮上
17、形成红色的“污垢污垢”1)1)对预浸前后的滚轮进行每对预浸前后的滚轮进行每班清洗班清洗Meadville Confidential20常见问题及解决方法常见问题及解决方法异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施OSPOSP膜面有滚膜面有滚轮印轮印1)1)烘干段或烘干段或OSPOSP后水洗段滚后水洗段滚轮不洁轮不洁1)1)检查滚轮，若有不洁检查滚轮，若有不洁, ,则清则清洁滚轮。洁滚轮。2)2)滚轮有跳动，传动不好滚轮有跳动，传动不好2)2)检查滚轮，若有问题，请检查滚轮，若有问题，请人维修或重新安装滚轮人维修或重新安装滚轮异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施OSP膜面有
18、膜面有露铜露铜1)铜面上有异物（如铜面上有异物（如SM SCUM、严重氧化物）残严重氧化物）残留留1)经经PUMICE处理或者增大前处理或者增大前处理微蚀量去除铜面异物处理微蚀量去除铜面异物2)板面在生产过程中刮伤板面在生产过程中刮伤2)先用铜板对先用铜板对OSP线层别刮伤线层别刮伤产生点后进行改善产生点后进行改善Meadville Confidential21常见问题及解决方法常见问题及解决方法异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施膜下脏点膜下脏点1)1)前处理包括预浸槽的滚前处理包括预浸槽的滚轮轮 被污染被污染1)1)清洗前处理包括预浸槽的清洗前处理包括预浸槽的滚轮滚轮异常现象异常现象 产生原因产生原因解决措施解决措施膜上脏点膜上脏点( (可可以擦去以擦去) )1)1)OSPOSP后水洗段或烘干段滚后水洗段或烘干段滚轮上有异物轮上有异物1)1)清洗清洗OSPOSP后水洗段和烘干段后水洗段和烘干段的滚轮的滚轮Meadville Confidential22Serve through PeopleConnect through TechnologyThank You!Meadville GroupMeadville Group
