电路板设计中OSP相关技术介绍

接触过PCB生产、销售等相关行业的人应该对OSP不陌生。 OSP 是什么意思? PCB板OSP工艺流程和OSP在电路板生产中的技术要点、优缺点有哪些？ 让我们简单了解一下

OSP是OrganIC Solderability Preservatives的缩写，译为有机阻焊剂，又称铜保护剂，英文为Preflux。 简单来说，OSP就是用化学方法在干净的裸铜表面生长一层有机薄膜。 该膜具有抗氧化、抗热震、抗潮性能，保护铜表面在正常环境下不进一步生锈（氧化或硫化等）； 然而，在随后的高温焊接中，这层保护膜必须很容易被助焊剂去除，这样裸露的干净铜表面才能立即与熔化的焊料结合，在极短的时间内形成牢固的焊点。

事实上，OSP并不是一项新技术。 事实上，它已经超过 35 年，比 SMT 还长。 OSP具有许多优点，例如平整度好，铜与焊盘之间无IMC形成，焊接时允许焊料和铜直接焊接（良好的润湿性），低温加工技术，成本低（低于HASL），过程中的能源消耗少 PCB加工等 OSP技术早期在日本很流行。 大约40%的单面板采用了这种技术，而近30%的双面板采用了这种技术。 在美国，OSP技术自1997年以来也急剧增加，从1997年之前的10%左右增加到1999年的35%。

OSP材料分为三类：松香、活性树脂和唑类。 目前应用最广泛的是恶唑OSP。 恶唑OSP已经改进了大约5代，分别称为BTA、IA、BIA、SBA和最新的APA。

PCB OSP工艺流程：

脱脂-->二次水洗-->微蚀-->二次水洗-->酸洗-->DI水洗-->成膜风干-->DI水洗-->烘干

1、脱脂

除油效果直接影响漆膜质量。 如果除油不良，则膜厚不均。 一方面，可以通过对溶液进行分析，将浓度控制在工艺范围内。 另一方面，要经常检查除油效果是否良好。 如果除油效果不好，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。 微刻蚀的厚度直接影响成膜速率。 因此，要形成稳定的膜厚，保持微刻蚀厚度的稳定性非常重要。 一般微蚀厚度控制在1.0-1.5um为宜。 每班生产前，可测量微蚀速率，根据微蚀速率确定微蚀时间。

3、成膜

成膜前应使用去离子水清洗，以防止成膜液受到污染。 成膜后也应使用去离子水进行清洗，PH值控制在4.0-7.0之间，以防止膜被污染和损坏。 OSP工艺的关键是控制抗氧化膜的厚度。 薄膜太薄，抗热震性差。 回流焊时，薄膜不能承受高温（190-200℃），最终影响焊接性能。 在电子装配线上，薄膜不能被助焊剂很好地溶解，从而影响焊接性能。 一般控制膜厚在0.2-0.5um之间为宜。

PCB OSP工艺的缺点

当然，OSP也有它的缺点。 例如，实际配方种类繁多，性能各不相同。 也就是说，供应商的认证和选择要做好。

OSP工艺的缺点是形成的保护膜极薄，容易划伤（或划伤），必须小心操作和脱模。

同时，经过多次高温焊接工艺后的OSP膜（指未焊接连接板上的OSP膜）会发生变色或开裂，影响焊接性和可靠性。

锡膏印刷工艺要掌握好，因为印制不好的板不能用IPA清洗，会损坏OSP层。

透明和非金属OSP层的厚度不易测量，镀层覆盖的透明度不易看出，因此很难评估供应商在这些方面的质量稳定性；

OSP技术在PCB焊盘的Cu和焊料的Sn之间没有其他材料的IMC隔离。 在无铅工艺中，Sn含量高的焊点中SnCu快速增长，影响PCB焊点的可靠性。