摘  要

OSP是(Organic Solderability Preservatives) 的簡(jiǎn)稱(chēng)，中譯為有機保焊膜，又稱(chēng)護銅劑，英文亦稱(chēng)之Preflux。它的作用是阻擋濕氣，防止焊盤(pán)氧化，保持焊接銅面具有良好的可焊性。由于OSP表面平整度好，焊點(diǎn)可靠性高、PCB制造工藝相對簡(jiǎn)單、成本低廉，對比其它表面處理PCB優(yōu)勢明顯，越來(lái)越受到業(yè)界的歡迎。一般情況下，OSP表面處理的PCB上錫性良好，如PCB生產(chǎn)過(guò)程控制不當或SMT使用管控不當都會(huì )導致焊接不良的問(wèn)題。本文根據OSP表面處理PCB的特點(diǎn)及焊接不良案例分析，重點(diǎn)從OSP膜厚度的控制及PCB儲存和SMT使用方面對影響PCB可焊性不良的因素進(jìn)行分析，并提出一些相應的改善對策。

關(guān)鍵詞：OSP；PCB；焊錫性；焊點(diǎn) ；焊盤(pán)；SMT

1.引言

PCB是現代電子產(chǎn)品不可缺少的材料，隨著(zhù)表面貼裝技術(shù)(SMT)、集成電路(IC)技術(shù)的高速發(fā)展, PCB需要滿(mǎn)足高密度、高平整化、高可靠性、更小孔徑、更小焊盤(pán)的發(fā)展要求，對PCB表面處理和制作環(huán)境的要求也越來(lái)越高。OSP表面處理是目前常見(jiàn)的一種PCB表面處理技術(shù)，是在潔凈的裸銅表面上，以化學(xué)的方法長(cháng)出一層0.2~0.5um的有機皮膜，這層膜在常溫下具有防氧化、耐熱沖擊、耐濕性，可以保護銅表面發(fā)生氧化或硫化的作用，在后續的高溫焊接中，此種保護膜又必須很容易地被助焊劑所迅速清除，露出干凈的銅表面在極短時(shí)間內與熔融焊錫結合成為牢固的焊點(diǎn)。OSP表面處理對比其它表面處理有如下優(yōu)缺點(diǎn)：

a. OSP表面平整均勻，膜厚0.2~0.5um適合SMT密間距元件的PCB；

b. OSP膜耐熱沖擊性能好，適合無(wú)鉛工藝及單雙面板加工，并與任意焊料兼容；

c.水溶性操作，溫度可控制在80 ℃以下，不會(huì )造成基板彎曲變形的問(wèn)題；

d.操作環(huán)境好，污染少，易于自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)；

e.工藝相對簡(jiǎn)單，良率高，成本較低等；

f.缺點(diǎn)是形成的保護膜極薄，OSP膜容易劃傷（或擦傷）；

g. PCB經(jīng)過(guò)多次高溫焊接后，OSP膜（指未焊接焊盤(pán)上的OSP膜）會(huì )發(fā)生變色、裂解變薄、氧化，影響可焊性和可靠性；

h.藥水配方種類(lèi)多，性能不一，品質(zhì)參差不齊等。

2.問(wèn)題描述

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，OSP板容易出現表面變色、膜厚不均勻、膜厚超差（太厚或太?。┑葐?wèn)題；在PCB制作的后期階段，已成型的PCB如儲存和使用不當容易出現焊盤(pán)氧化、焊盤(pán)上錫不良、不能形成牢固的焊點(diǎn)、虛焊及焊錫不飽滿(mǎn)等焊接問(wèn)題；SMT生產(chǎn)雙面板第二面及錫爐焊接時(shí)容易出現回流焊接不良、焊點(diǎn)漏銅、外觀(guān)滿(mǎn)足不了IPC3級標準、錫爐焊接不良率高等問(wèn)題。

3.案例分析

公司某OSP表面處理PCB產(chǎn)品在SMT生產(chǎn)第一面時(shí)元件焊盤(pán)上錫良好，在生產(chǎn)第二面時(shí)出現過(guò)爐后連接器及部分位置元件焊盤(pán)上錫不良，焊料在焊盤(pán)上出現一定的反濕潤和拒焊問(wèn)題，如下圖1。本案例中的PCB是OSP表面處理方式，SMT制程是無(wú)鉛工藝，根據基本焊接原理及實(shí)際工程經(jīng)驗分析，拒焊及反濕潤出現與PCB表面焊盤(pán)的可焊性有直接的關(guān)系。因此，本案例的分析思路是首先通過(guò)外觀(guān)檢查，再分別使用異丙醇(清洗IPA)和鹽酸清洗不良焊盤(pán)進(jìn)行可焊性對比，再借助第三方實(shí)驗室使用EDS進(jìn)行成分分析等方法，找出OSP可焊性差的原因，并給出相應的改善對策。