涂覆有机可焊保护剂OSP工艺的应用

　　随着人们对电子产品的轻、薄、短、小型化、多功能化方向发展，印制线路板向着高精密度、薄型化、多层化、小孔化方向发展，尤其是SMT的迅猛发展，从而使SMT用高密度薄板（如IC卡、移动电话、笔记本电脑、调谐器等印制板）不断发展，使得热风整平工艺愈来愈不适应上述要求。OSP工艺是以化学的方法，在裸铜表面形成一层薄膜。这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，因而，在PCB制造业中，OSP工艺可替代热风整平技术。OSP工艺生产的PCB板比热平工艺生产的PCB板具有更优良的平整度和翘曲度，更适应电子工业中SMT技术的发展要求。有机预焊剂涂覆工艺简单，价格具有竞争性，可焊性和护铜性都可以满足PCB经受二次或三次耐热焊接的考验。由此，涂覆有机可焊保护剂（或称有机预焊剂）的生产线受到PCB同业的青睐。OSP技术正得到迅速的发展.
　　一、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
　　1、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。
　　2、微蚀：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在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。
　　3、成膜：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。
　　a、工作液的有效物浓度对成膜速率有一定影响，尽量控制工作液的有效物浓度稳定是重要的。
　　b、控制PH值的稳定（PH3.0-3.2）。PH值的变化对成膜速率的影响较大。PH值越高，成膜速率越大，PH值越低，则成膜速率越慢。
　　c、控制成膜液温度的稳定也是必要的。因为成膜液变化对成膜速率的影响比较大，温度越高，成膜速率越快。
　　d、成膜时间的控制。成膜时间越长，成膜厚度越大。根据实测的膜厚来确定成膜时间。
　　成膜厚度的控制：OSP工艺的关键是控制好防氧化膜的厚度。膜太薄，耐热冲击能力差，在过回流焊时，膜层耐不往高温（190-00°C），最终影响焊接性厚，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。
　　二、检测方法：
　　1、除油效果检测方法
　　一般认为，经除油后，板面裸铜面在水洗后能形成水膜且在15秒钟内不破裂，说明除油效果良好。否则，可考虑补充或更换除油剂。
　　2、微蚀速率测定方法
　　a、取7cm X 7cm的1.6mm厚双面铜箔板，面积记为S（cm2）；
　　b、放入烘炉中，在90-100°C烘30分钟；
　　c、在防潮瓶内冷却至室温，用分析天平称重W1（克）；
　　d、随生产板浸入生产线内的除油缸中，并于微蚀缸后取出（保证浸蚀时间跟生产板一致），微蚀时间记为t（分钟）；
　　e、用水清洗后，于烘炉中90-100°C烘30分钟；
　　f、在防潮瓶中冷却至室温，用分析天平犯法重W2（克）；
　　g、计算：蚀铜速率（微米/分钟）=10000 X (W1-W2)/(8.92 X 2 X S X t）
　　3、成膜液有效物浓度的测定方法
　　a、工作液1.0ml，用去离子水稀释至500ml，混匀；
　　b、在751分光光度计上，于269 1nm用去离子水作参比，校零；
　　c、换a步骤的溶液，测定吸光度A；
　　d、计算：有效物浓度（%）=280 X A
　　4、成膜厚度测试方法
　　a、将一片40mm X 50mm的单面裸铜板与生产板一起在OSP生产线上处理；
　　b、将已处理的板放在一干净的250ml烧杯中；
　　c、用移液管取50ml5%的盐酸液，放入烧杯，轻摇烧杯，三分钟后将板拿出；
　　d、用5%的盐酸校零，在751G分光光度计上，于269.1nm处测吸光度；
　　e、再以c步骤准备的液体更换，读取在170nm处的吸光度A；
　　f、计算：膜厚（微米）=0.7 X A
　　经工艺的测算，除油、微蚀槽及水溶性助焊剂浸涂槽的三个槽的比例控制在1：1：2.5。如果浸涂槽太长，在一定的传送速度下，通过除油、微蚀槽的时间相对会缩短，将会影响成膜的质量。
　　风力和烘干系统对成膜的均匀性、厚度有很大影响，要求浸涂的有机可焊保护剂（OSP)后的吹干段能够将多余的残液吹尽，否则后续的纯水将带走板面上多余的残液，而使此处的涂覆层偏薄，致使外观不均匀。
　　另外浸涂前段吹干是非常重要的。水份带入浸涂液易造成成膜的减薄。吹风的冷风易造成成膜液温度的下降，吹干的风太热易造成进料段的结晶。由此，风力和烘干系统的控制调整十分重要。