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1、2023/1/23,1,OSP工艺培训,工程部工艺组,2023/1/23,2,前言基本原理介绍工艺控制要点异常问题处理,2023/1/23,3,PCB客户端需要封装（AsemmblySolderingMounting conjunction）这样才有了PCB制造过程中的表面处理。表面处理（Final Finish for PCB，surface finish,surface treatment）的种类很多，根据客户用途、板件结构、封装器件进行选择。,1.前言1.1 PCB封装与表面处理,2023/1/23,4,电路板面焊接基地只有 Cu 与 Ni 两种金属垫而已，其外表的银或金之处理 层只用于
2、保护底金属不致生锈而便于焊接，金与银并未贡献焊点强度，愈厚反而愈糟，基地外表皮膜若为喷锡或浸锡者，则会与后来焊料熔合为一体,其余各配角的功用多半在降低熔点与压制 IMC 的生长，既然这样就有了Entek，最早的OSP。,1.前言1.2 选择OSP,2023/1/23,5,1.前言1.3OSP趋势,2023/1/23,6,OSP是organic solderability preservatives（可焊性有机防氧化保护膜）的缩写。目前我司使用的是四国化成的GLICOATTM-SMD F2（简称F2）系列，以咪唑类有机化合物为主。,2.基本原理2.1OSP概念,2023/1/23,7,2.基本原
3、理2.2OSP反应机理,F2中胺基(Amine Group-NH-)上的氮原子(N)，会在清洁铜面上首先产生反应，出现错合共价链之单层结构，随即着落上一层 BID（苯并咪唑）的分子层。但若铜面不洁时,则该反应无法进行，也就长不出均匀的皮膜。之后其它的氮原子又陆续与溶液中的铜离子形成另一层错合物(Complexes)而继续使皮膜长厚，是利用此类化合物分子结构中的杂环上的N与焊接位置的铜面发生反应而形成，并非简单的物理涂覆过程，所以保护膜的形成有很好的选择性。,2023/1/23,8,投板 除油 二级水洗 微蚀 DI水洗 加压水洗 酸洗 二级DI水洗 吸干 冷、强风吹干 抗氧化 三级DI水洗 吸干
4、 强风、热风吹干 检查 收板。,2.基本原理2.3流程简介,2023/1/23,9,2.基本原理2.4使用药水,Glicoat-SMD F2 原液 用于开缸和正常条件下的液位补充。是几种物料中各种化学成分最齐全的溶液，除了有100%左右浓度的成膜物质活性组份之外，还有维持缸液正常工作状态所需要的各种添加剂。开缸和补料时都是直接使用原液，毋需兑水，但是开缸时要添加1-2%的补充剂A，才能在铜面生成保护膜，在连续生产条件下，本物料的参考消耗量是 7L/KSF左右。,2023/1/23,10,2.基本原理2.4使用药水,补充剂A 是一种加快成膜速度的添加剂，对保护膜厚度的控制有非常重要的影响。在各种
5、控制参数都符合要求的情况下，它的含量越高，形成的保护膜就越厚。此物料在待机状态下也会有消耗，所以，长时间停产后它的含量也会减少。用量过多容易加快槽液老化和造成物料的无谓消耗。生产中补料时，要注意用DI水按1：3稀释后才缓慢添加，添加速度过快或添加量过多容易造成槽液内产生油珠状液滴，在连续生产条件下，本物料的参考消耗量是原液的1/3。,2023/1/23,11,2.基本原理2.4使用药水,Glicoat-SMD#100稀释液 是一种保持缸液中各种成分配比协调的稀释剂。用于缸液中成膜物质活性组分浓度偏高时稀释缸液，溶液中含有licoat-SMD F2原液中的各种添加剂，包括补充剂A、醋酸以及其他微
6、量物质，但是没有形成保护膜的活性组份。因此，如果大量添加了#100，需要重新分析pH值和补充剂A，本物料的消耗量取决于设备的抽气量，很难有一个统一的标准。造成水分大量流失的设备，消耗量大些；水分流失量小的设备消耗量就相应地减少，甚至可能完全不需要。,2023/1/23,12,2.基本原理2.4使用药水,Glicoat-SMD#500浓缩液 500浓缩液是 F2原液中的活性组分的10倍浓缩液，(即每升#500 所含有的活性组份相当于10升原液)。当工作缸液中活性组分浓度偏低时，添加#500可以提高其浓度。需要注意的是，它只是活性组分的浓缩液，溶液中的其它辅助组分含量不高，所以不能长期采用稀释#5
7、00来替代Glicaot-SMD F2原液，否则会导致缸液中各组份比例失调，本物料的消耗量与设备抽气量、保护膜厚度选择、缸壁和传动装置结晶消耗大小有关。如果抽气量比较大，也可能很少需要本物料。,2023/1/23,13,2.基本原理2.4使用药水,冰醋酸 用于调节OSP工作液PH值和保养清洁OSP段。一般每千尺产量补充1000-2000毫升。,2023/1/23,14,2.基本原理2.5 OSP产品,通过前面流程后得到最终的产品，颜色为棕色,2023/1/23,15,3.控制要点3.1膜厚控制,膜厚选择：通常控制范围0.15-0.30 m，不同板件选择不同膜厚，因为厚度合适与否要由诸如存储、回
8、熔加热、波峰焊、助焊剂活性和PWB设计等众多因数所决定，故不宜对所有PCB都使用同样一个膜厚参数，建议通过对不同的试板检验来决定厚度取值。一般而言，用于普通焊料的膜厚在0.15-0.25um比较合适，用于无铅焊料的膜厚在0.20-0.30um比较好。如果厚度小于0.10m，就不足以在存放过程和热循环过程中保护铜面。但是，厚度大于0.40m时，又可能因涂覆层不能被助焊剂完全去除而降低可焊性能。,2023/1/23,16,3.控制要点3.1膜厚控制,补充剂A浓度：在所有影响膜厚的因素中，补充剂A的影响最大。其浓度如果偏低，保护膜往往偏薄；浓度如果偏高，保护膜可能又过厚，而且容易产生结晶，浪费物料和
9、造成外观不良。,2023/1/23,17,3.控制要点3.1膜厚控制,PH值（3.80-4.00）：相同条件下，PH值下降，涂覆层厚度就会变薄；PH值上升，涂覆层就会变厚，在PH值太高时，溶液还会出现结晶。由于带入清洗水和醋酸挥发的缘故，一般情况下PH 值会倾向于升高，因此要加入适量醋酸来降低PH值。任何化学溶液的PH 值会随温度上升而升高，因此要等被测溶液温度降低到20时再测PH值。应该在化验室使用PH计，并且定期用3点法校正。生产线上安装的自动式PH计不是那么精确，因为它的电极一直浸泡在溶液中，容易产生较大偏差，故而不主张使用。,2023/1/23,18,3.控制要点3.1膜厚控制,活化组
10、分的浓度：为了把厚度一致地保持在理想范围内，建议将活化组分的浓 度在上述范围内尽可能维持在较高范围。如果浓度太高，溶液又将会出现结晶。所以浓度要适当。设备传送速度：速度每提高(或降低)0.1，膜厚约降低(或提高)0.02m；,2023/1/23,19,3.控制要点3.2结晶控制,结晶严重会影响可焊性，因此在OSP生产过程中应尽量减少，小技巧：减少挥发尽量降低抽气量 关机时把后面轮拿到前面浸泡升温到40才开泵液温高一点不容易结晶快换缸加500#容易出现结晶补充剂A量大容易结晶，添加过急也容易结晶PH值超过4.0容易结晶,2023/1/23,20,3.控制要点3.3微蚀,微蚀双氧水体系微蚀平缓和良
11、好色泽，易清洁，过硫酸系容易产生深红色，易残留板面在微蚀中不能有防氧化组分。溶液分两种，YT-33S 是开缸剂，YT-33R是生产过程的补充剂。缸温不能超过，否则会加大铜的腐蚀量，双氧水的消耗量也会明显增加，从而降低缸液的效能。YT-33与某些水溶性抗氧化剂不甚配合，适合GLICAOT,2023/1/23,21,3.控制要点3.4换缸频次,除油缸：当每公升缸液处理80平方英尺的线路板，或除油效果较差（不能把污迹或一般性氧化物除去）时，应重新开缸。微蚀缸：当工作液中铜离子含量达到30克/升后换缸酸洗缸：一般酸洗缸每周更换一次OSP缸：OSP缸开缸后连续生产6个月,2023/1/23,22,3.控
12、制要点3.5其它,微蚀双氧水体系微蚀平缓和良好色泽，易清洁，过硫酸系容易产生深红色，易残留板面在微蚀中不能有防氧化组分不必使用钛材，316、PP、PVC即可，不能使用EPDM之类的橡胶材质做压水棍刚开缸循环酸洗后残余水PH值为6就不好，应大于6，冰醋酸洗也不太好，PH降0.05，H+就增加很多，影响膜厚，平时最好不用酸洗，或则用布把水吸干，也忌讳吸水辊带酸进去,2023/1/23,23,4.问题处理4.1膜厚不足,操作条件（如温度、速度）不合适；补充剂A含量不足；pH或活化组分低；压水量过大,2023/1/23,24,4.问题处理4.2结晶,板面及缸面结晶pH过高；活化组分浓度过高抗氧化缸压水
13、辊或传送辊有结晶物析出,2023/1/23,25,4.问题处理4.3杂物及胶迹,杂质附着在板上或产生胶迹 由辊辘带上杂质；缸液中有杂质密封圈、压水辊受腐蚀老化，污染板面；反应溶液沉淀物杂质污染板面。,2023/1/23,26,4.问题处理4.4颜色不均,涂覆层颜色不均匀 板子表面有指印；微蚀量不够，或不均匀；前处理烘干效果差，产生水迹；膜厚度不足；压辘过紧；涂覆后的风刀风压/水洗缸水压过大。,2023/1/23,27,4.问题处理4.5孔黑,前处理后，板件部分孔内残留水珠或水气，抗氧化溶液无法进入孔内；抗氧化药水流动不畅；后处理烘干温度不正常，可能孔内有水气、水珠；来料孔内退锡不净。,2023/1/23,28,4.问题处理4.6大铜面水迹,药水本身表现出来的特殊性是挥发较快，吸水绵辊/压水辊与药水挥发性的配合异常 OSP的添加剂A的添加,需稀释后再慢慢加入,否则会产生油迹.因而需考虑添加剂A的自动添加.以减少人工操作时的油迹异常出现；,2023/1/23,29,附图,OSP板在装配过程示意图：,2023/1/23,30,谢谢,
