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在社會(huì )高速發(fā)展的今天，環(huán)境保護要求電路板行業(yè)減少污染，而按照傳統的工藝，如：噴錫(又名：熱風(fēng)整平)。在2005年之前，是有鉛時(shí)代，當時(shí)常用6337的鉛錫進(jìn)行加工電路板，大家知道，鉛是一種有害的物質(zhì)，對水質(zhì)和氣體都有不同程度的影響。從2006年開(kāi)始，各終端客戶(hù)及政府的要求下，改變?yōu)闊o(wú)鉛(用錫銀銅或錫銅作為焊接的原料)，此工藝對環(huán)境的影響減少，但成本無(wú)形中增加了不少，且銀和銅都為重金屬。為降低成本，保護環(huán)境，OSP的應用將成為一種趨勢。 一、認識OSP 1. OSP是一組英文縮寫(xiě)：Organic Solderability Preservative)，稱(chēng)為有機可焊性保護劑，又稱(chēng)為耐熱預焊劑，在電路板業(yè)界中，稱(chēng)為防氧化劑。 2. OSP的組成：一般的成份為：烷基苯并咪唑，有機酸，氯化銅及去離子水等。 二、OSP的優(yōu)點(diǎn) 1. 熱穩定性，在與同樣為表面處理劑的FLUX比較時(shí)，發(fā)現OSP二次加熱235℃后，表面無(wú)氧化現象，保護膜未被破壞。分別取OSP的樣本及FLUX的樣本兩個(gè)，同時(shí)放入60℃，90％的恒溫恒濕箱中，一周后，OSP的樣本無(wú)明顯變化，而FULX的樣本表面，出現$小點(diǎn)，即被加熱后氧化。 2. 管理簡(jiǎn)單性，OSP的工藝比較簡(jiǎn)單，也容易操作，客戶(hù)端可以使用任何一種焊接方式對其進(jìn)行加工，不需要特殊處理；在電路生產(chǎn)時(shí)，不必考慮表面均勻性的問(wèn)題，也不必為其藥液的濃度擔心，簡(jiǎn)單方便的管理方式，防呆的作業(yè)方法。 3. 低成本，因其只與裸銅部分進(jìn)行反應，形成無(wú)粘性、薄且均勻的保護膜，所以每平方米的成本低于其它的表面處理劑，可以說(shuō)是所有表面處理工藝中，比較便宜的一種。 4. 減少污染，OSP中不含有直接影響環(huán)境的有害物質(zhì)，如：鉛及鉛化合物，溴及溴化合物等，在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上，工作環(huán)境良好，設備要求不高。 5. 下游廠(chǎng)商方便組裝，采用OSP進(jìn)行表面處理，表面平整，印刷錫膏或粘貼SMD元件時(shí)，減少零件的偏移，同時(shí)降低SMD焊點(diǎn)空焊的機率。 三、以操作圣田SANTIN-808為實(shí)例，詳細講解OSP的應用 1. 產(chǎn)品簡(jiǎn)介： SANTIN-808有三種：分別為SANTIN-8081(單雙面)，SANTIN-8082(多層)，SANTIN-8083(雙面多層混金板)，都是以第五代咪唑衍生物與銅的化學(xué)反應，在電路板銅表面與孔壁上形成極薄且均勻的有機覆膜。此有機覆膜耐熱，免清洗。 2. 產(chǎn)品特性 除了與一般的OSP有共同的特性外，還有其特有的一些特性。 A. 良好的品質(zhì)穩定性，如果使用真空包裝，可保護銅面約一年內不產(chǎn)生氧化現象、變質(zhì)，保持良好的焊錫性，其可以經(jīng)過(guò)三次280℃加熱，有機膜未產(chǎn)生氧化現象； B. 采用稀醋酸溶液，較甲酸等其它體系，更加符合環(huán)保要求； C. 化學(xué)性溫和，低溫制程，因此不會(huì )像噴錫(HASL)與化鎳金處理后易產(chǎn)生防焊剝離的情形，加熱時(shí)不產(chǎn)生有毒有害的氣體； D. 與噴錫制程相比較，減少“錫球”產(chǎn)生的問(wèn)題； 3. 物理性質(zhì) A. 外觀(guān)：透明淡$液體或透明淡藍色液體； B. PH(20℃)：3.9±0.3 C. 比重(20℃)：1.02±0.02 D. 氣味：輕微醋酸味 E. 其他：符合UN／IATI規范要求，無(wú)危險性。 4. 處理流程(見(jiàn)圖1) 5. 槽液維護 A、PH(20℃)：3.9±0.3 A-1、在槽液控制過(guò)程中，最為重要的是PH值，因PH值升高時(shí)，膜厚會(huì )增加厚度，當其降低時(shí)，膜厚會(huì )減少厚度； A-2、防止外來(lái)的水或其它溶液進(jìn)入OSP槽液中，同時(shí)預防槽液蒸發(fā)，這樣會(huì )使PH值越來(lái)越高，當PH值超出控制范圍時(shí)，用分析純冰醋酸的溶液來(lái)調整PH值； B、有效成分濃度60％～100％ B-1、濃度過(guò)高，槽液容易產(chǎn)生結晶現象；濃度太低時(shí)，銅面的有機膜變薄。 B-2、防止微蝕液混入OSP槽液中，會(huì )因為SO42-增加，銅箔表面出現異樣的色澤，影響外觀(guān)，且容易氧化。 C、有機膜的厚度0.20～0.35um C-1、膜的厚度小于0.20um時(shí)，在儲存或熱循環(huán)處理時(shí)，銅箔表面易出現氧化現象；大于0.35um時(shí)，有可能在元件組裝時(shí)，不被助焊劑完全去除而產(chǎn)生焊接不良； C-2、如果使用無(wú)鉛焊料，膜厚必須維持在0.20 ～0.35um之間。 D、液位 在槽體外側，制作一個(gè)尺規，用于測量OSP的液位，每日檢查，當液位有下降時(shí)，用原液補充，如果當天的消耗量過(guò)大(一般單面板25～30m2/L，雙面板為15～20m2/L)，應及時(shí)聯(lián)絡(luò )廠(chǎng)商進(jìn)行確認，同時(shí)自查一下OSP槽的前后壓轆是否正常工作，基板有無(wú)帶入水分或帶走OSP原液。 E、OSP槽液調整 用此OSP藥液不需要添加濃縮液，只需要添加補充劑即可，但切勿自行處理，應該通知供應商，由其派人員前來(lái)處理。 F、OSP槽液的更換 F-1、更換時(shí)機：槽液內有大量的SO42- 增加，而影響產(chǎn)品的品質(zhì)；另外，每公升的處理量達到最大值(一般單面板30m2/L，雙面板為20m2/L)； F-2、更換方法： F-2-1、先將槽內廢液排干，因為OSP槽液中含有少許的銅離子，應該把廢液排到指定的廢水回收站，或用桶收集，交由有資格的環(huán)保處理中心或廠(chǎng)商作無(wú)害化處理； F-2-2、再清洗槽體，在清洗前，折下槽內的滾輪，確認工作場(chǎng)所的通風(fēng)設備在開(kāi)啟的狀態(tài)，操作時(shí)請戴上眼罩、手套及防護衣等，防止皮膚與藥液接觸。用布擦拭槽體的結晶物，如果干布無(wú)法清除，可用5％鹽酸加95％的甲醇進(jìn)行擦拭，在確認清除干凈后，用大量D.I水沖洗槽體，并打開(kāi)排水管，沖洗完畢后，關(guān)閉排水管閥門(mén)； F-2-3、向槽內注入D.I水，打開(kāi)泵輔使水在槽內循環(huán)，以清洗管道及噴嘴中的雜物，約循環(huán)5分鐘后，排干槽水的廢水，用干布擦拭槽體，待其干燥后，用干布粘少許OSP原液再抹拭一次； F-2-4、清洗滾輪，因為其在槽內長(cháng)時(shí)間與OSP藥液接觸，當藥液揮發(fā)后易產(chǎn)生結晶體，可用5％鹽酸加95％的甲醇配制溶解液體，將滾輪置于清洗槽內，注入配制好的溶解液，浸泡到能容易洗掉為止，取出滾輪用水沖洗后，再用布擦干凈，然后裝回OSP槽內； F-2-5、最后將OSP原液注入槽內。 6、設備使用材質(zhì) 不銹鋼、鈦、硬PVC、PP、PE、碳纖維、ABS等。不可使用軟EPT、軟PVC、不銹鋼焊接、橡膠及PVA等。 四、總結 應用OSP的電路板，在下游客戶(hù)的使用時(shí)，可以降低焊接性的不良，在生產(chǎn)過(guò)程中，要求檢查人員戴手套作業(yè)，以免手汗或水滴殘留于焊點(diǎn)上，造成其成份分解。 在全球客戶(hù)使用無(wú)鉛焊接的環(huán)境下，一般的表面處理很難適應，OSP工藝作為不含有害物質(zhì)，表面平整，性能穩定，價(jià)格低廉，使用簡(jiǎn)單的表面處理工藝，將是電路板業(yè)中表面處理的一個(gè)趨勢，尤其是高密度的BGA及CSP也開(kāi)始引進(jìn)并使用。 |
