基于OSP在印刷电路板的应用
基于osp在印刷电路板的应用
在社会高速发展的今天，环境保护要求电路板行业减少污染，而按照传统的工艺，如：喷锡(又名：热风整平)。在2005年之前，是有铅时代，当时常用6337的铅锡进行加工电路板，大家知道，铅是一种有害的物质，对水质和气体都有不同程度的影响。从2006年开始，各终端客户及政府的要求下，改变为无铅(用锡银铜或锡铜作为焊接的原料)，此工艺对环境的影响减少，但成本无形中增加了不少，且银和铜都为重金属。为降低成本，保护环境，osp的应用将成为一种趋势。
一、认识osp
1. osp是一组英文缩写：organic solderability preservative)，称为有机可焊性保护剂，又称为耐热预焊剂，在电路板业界中，称为防氧化剂。
2. osp的组成：一般的成份为：烷基苯并咪唑，有机酸，氯化铜及去离子水等。
二、osp的优点
1. 热稳定性，在与同样为表面处理剂的flux比较时，发现osp二次加热235℃后，表面无氧化现象，保护膜未被破坏。分别取osp的样本及flux的样本两个，同时放入60℃，90％的恒温恒湿箱中，一周后，osp的样本无明显变化，而fulx的样本表面，出现$小点，即被加热后氧化。
2. 管理简单性，osp的工艺比较简单，也容易操作，客户端可以使用任何一种焊接方式对其进行加工，不需要特殊处理；在电路生产时，不必考虑表面均匀性的问题，也不必为其药液的浓度担心，简单方便的管理方式，防呆的作业方法。
3. 低成本，因其只与裸铜部分进行反应，形成无粘性、薄且均匀的保护膜，所以每平方米的成本低于其它的表面处理剂，可以说是所有表面处理工艺中，比较便宜的一种。
4. 减少污染，osp中不含有直接影响环境的有害物质，如：铅及铅化合物，溴及溴化合物等，在自动生产线上，工作环境良好，设备要求不高。
5. 下游厂商方便组装，采用osp进行表面处理，表面平整，印刷锡膏或粘贴smd元件时，减少零件的偏移，同时降低smd焊点空焊的机率。
三、以操作圣田santin-808为实例，详细讲解osp的应用
1. 产品简介：
santin-808有三种：分别为santin-8081(单双面)，santin-8082(多层)，santin-8083(双面多层混金板)，都是以第五代咪唑衍生物与铜的化学反应，在电路板铜表面与孔壁上形成极薄且均匀的有机覆膜。此有机覆膜耐热，免清洗。
2. 产品特性
除了与一般的osp有共同的特性外，还有其特有的一些特性。
a. 良好的品质稳定性，如果使用真空包装，可保护铜面约一年内不产生氧化现象、变质，保持良好的焊锡性，其可以经过三次280℃加热，有机膜未产生氧化现象；
b. 采用稀醋酸溶液，较甲酸等其它体系，更加符合环保要求；
c. 化学性温和，低温制程，因此不会像喷锡(hasl)与化镍金处理后易产生防焊剥离的情形，加热时不产生有毒有害的气体；
d. 与喷锡制程相比较，减少“锡球”产生的问题；
3. 物理性质
a. 外观：透明淡$液体或透明淡蓝色液体；
b. ph(20℃)：3.9±0.3
c. 比重(20℃)：1.02±0.02
d. 气味：轻微醋酸味
e. 其他：符合un／iati规范要求，无危险性。
4. 处理流程(见图1)
5. 槽液维护
a、ph(20℃)：3.9±0.3
a-1、在槽液控制过程中，最为重要的是ph值，因ph值升高时，膜厚会增加厚度，当其降低时，膜厚会减少厚度；
a-2、防止外来的水或其它溶液进入osp槽液中，同时预防槽液蒸发，这样会使ph值越来越高，当ph值超出控制范围时，用分析纯冰醋酸的溶液来调整ph值；
b、有效成分浓度60％～100％
b-1、浓度过高，槽液容易产生结晶现象；浓度太低时，铜面的有机膜变薄。
b-2、防止微蚀液混入osp槽液中，会因为so42-增加，铜箔表面出现异样的色泽，影响外观，且容易氧化。
c、有机膜的厚度0.20～0.35um
c-1、膜的厚度小于0.20um时，在储存或热循环处理时，铜箔表面易出现氧化现象；大于0.35um时，有可能在元件组装时，不被助焊剂完全去除而产生焊接不良；
c-2、如果使用无铅焊料，膜厚必须维持在0.20 ～0.35um之间。
d、液位
在槽体外侧，制作一个尺规，用于测量osp的液位，每日检查，当液位有下降时，用原液补充，如果当天的消耗量过大(一般单面板25～30m2/l，双面板为15～20m2/l)，应及时联络厂商进行确认，同时自查一下osp槽的前后压辘是否正常工作，基板有无带入水分或带走osp原液。
e、osp槽液调整
用此osp药液不需要添加浓缩液，只需要添加补充剂即可，但切勿自行处理，应该通知供应商，由其派人员前来处理。
f、osp槽液的更换
f-1、更换时机：槽液内有大量的so42- 增加，而影响产品的品质；另外，每公升的处理量达到最大值(一般单面板30m2/l，双面板为20m2/l)；
f-2、更换方法：
f-2-1、先将槽内废液排干，因为osp槽液中含有少许的铜离子，应该把废液排到指定的废水回收站，或用桶收集，交由有资格的环保处理中心或厂商作无害化处理；
f-2-2、再清洗槽体，在清洗前，折下槽内的滚轮，确认工作场所的通风设备在开启的状态，操作时请戴上眼罩、手套及防护衣等，防止皮肤与药液接触。用布擦拭槽体的结晶物，如果干布无法清除，可用5％盐酸加95％的甲醇进行擦拭，在确认清除干净后，用大量d.i水冲洗槽体，并打开排水管，冲洗完毕后，关闭排水管阀门；
f-2-3、向槽内注入d.i水，打开泵辅使水在槽内循环，以清洗管道及喷嘴中的杂物，约循环5分钟后，排干槽水的废水，用干布擦拭槽体，待其干燥后，用干布粘少许osp原液再抹拭一次；
f-2-4、清洗滚轮，因为其在槽内长时间与osp药液接触，当药液挥发后易产生结晶体，可用5％盐酸加95％的甲醇配制溶解液体，将滚轮置于清洗槽内，注入配制好的溶解液，浸泡到能容易洗掉为止，取出滚轮用水冲洗后，再用布擦干净，然后装回osp槽内；
f-2-5、最后将osp原液注入槽内。
6、设备使用材质
不锈钢、钛、硬pvc、pp、pe、碳纤维、abs等。不可使用软ept、软pvc、不锈钢焊接、橡胶及pva等。
四、总结
应用osp的电路板，在下游客户的使用时，可以降低焊接性的不良，在生产过程中，要求检查人员戴手套作业，以免手汗或水滴残留于焊点上，造成其成份分解。
在全球客户使用无铅焊接的环境下，一般的表面处理很难适应，osp工艺作为不含有害物质，表面平整，性能稳定，价格低廉，使用简单的表面处理工艺，将是电路板业中表面处理的一个趋势，尤其是高密度的bga及csp也开始引进并使用。
工业触摸屏触摸无反应如何解决
华灿光电宣布向苏州子公司增资人民币3亿元
汇川技术南京年产40万套（台）机器人及其配套产品项目顺利封顶
研究人员已经使用机器学习来开发血液测试
沃尔沃高管：汽车要自动化，但最终控制权仍属于驾驶员
基于OSP在印刷电路板的应用
回顾基于雨燕芯片的开源方案现场演示
什么是多径效应_多径效应的简介及描述参数
电力电子技术向高频领域发展的几点见解
表面铂热电阻的特点与类型
全球首创超薄全面屏LED一体机正式上线
2021直播电商市场分析，“网易严选们”为何成主播良港
怎样判断热释电红外传感器的好坏
一二三航空未来的发展战略解读
屹唐集成电路科技建设12英寸晶圆生产标准厂房，以及相应的动力厂房
3D打印技术科普全面解析
无线测温传感器ATE400 CT感应取电 15s发射周期 传输距离150米
新能源电驱系统EMC设计解析
PowerPath控制器、理想二极管和优先排序器入门
区块链技术能否成为艺术世界的主流？
在社会高速发展的今天，环境保护要求电路板行业减少污染，而按照传统的工艺，如：喷锡(又名：热风整平)。在2005年之前，是有铅时代，当时常用6337的铅锡进行加工电路板，大家知道，铅是一种有害的物质，对水质和气体都有不同程度的影响。从2006年开始，各终端客户及政府的要求下，改变为无铅(用锡银铜或锡铜作为焊接的原料)，此工艺对环境的影响减少，但成本无形中增加了不少，且银和铜都为重金属。为降低成本，保护环境，osp的应用将成为一种趋势。
一、认识osp
1. osp是一组英文缩写：organic solderability preservative)，称为有机可焊性保护剂，又称为耐热预焊剂，在电路板业界中，称为防氧化剂。
2. osp的组成：一般的成份为：烷基苯并咪唑，有机酸，氯化铜及去离子水等。
二、osp的优点
1. 热稳定性，在与同样为表面处理剂的flux比较时，发现osp二次加热235℃后，表面无氧化现象，保护膜未被破坏。分别取osp的样本及flux的样本两个，同时放入60℃，90％的恒温恒湿箱中，一周后，osp的样本无明显变化，而fulx的样本表面，出现$小点，即被加热后氧化。
2. 管理简单性，osp的工艺比较简单，也容易操作，客户端可以使用任何一种焊接方式对其进行加工，不需要特殊处理；在电路生产时，不必考虑表面均匀性的问题，也不必为其药液的浓度担心，简单方便的管理方式，防呆的作业方法。
3. 低成本，因其只与裸铜部分进行反应，形成无粘性、薄且均匀的保护膜，所以每平方米的成本低于其它的表面处理剂，可以说是所有表面处理工艺中，比较便宜的一种。
4. 减少污染，osp中不含有直接影响环境的有害物质，如：铅及铅化合物，溴及溴化合物等，在自动生产线上，工作环境良好，设备要求不高。
5. 下游厂商方便组装，采用osp进行表面处理，表面平整，印刷锡膏或粘贴smd元件时，减少零件的偏移，同时降低smd焊点空焊的机率。
三、以操作圣田santin-808为实例，详细讲解osp的应用
1. 产品简介：
santin-808有三种：分别为santin-8081(单双面)，santin-8082(多层)，santin-8083(双面多层混金板)，都是以第五代咪唑衍生物与铜的化学反应，在电路板铜表面与孔壁上形成极薄且均匀的有机覆膜。此有机覆膜耐热，免清洗。
2. 产品特性
除了与一般的osp有共同的特性外，还有其特有的一些特性。
a. 良好的品质稳定性，如果使用真空包装，可保护铜面约一年内不产生氧化现象、变质，保持良好的焊锡性，其可以经过三次280℃加热，有机膜未产生氧化现象；
b. 采用稀醋酸溶液，较甲酸等其它体系，更加符合环保要求；
c. 化学性温和，低温制程，因此不会像喷锡(hasl)与化镍金处理后易产生防焊剥离的情形，加热时不产生有毒有害的气体；
d. 与喷锡制程相比较，减少“锡球”产生的问题；
3. 物理性质
a. 外观：透明淡$液体或透明淡蓝色液体；
b. ph(20℃)：3.9±0.3
c. 比重(20℃)：1.02±0.02
d. 气味：轻微醋酸味
e. 其他：符合un／iati规范要求，无危险性。
4. 处理流程(见图1)
5. 槽液维护
a、ph(20℃)：3.9±0.3
a-1、在槽液控制过程中，最为重要的是ph值，因ph值升高时，膜厚会增加厚度，当其降低时，膜厚会减少厚度；
a-2、防止外来的水或其它溶液进入osp槽液中，同时预防槽液蒸发，这样会使ph值越来越高，当ph值超出控制范围时，用分析纯冰醋酸的溶液来调整ph值；
b、有效成分浓度60％～100％
b-1、浓度过高，槽液容易产生结晶现象；浓度太低时，铜面的有机膜变薄。
b-2、防止微蚀液混入osp槽液中，会因为so42-增加，铜箔表面出现异样的色泽，影响外观，且容易氧化。
c、有机膜的厚度0.20～0.35um
c-1、膜的厚度小于0.20um时，在储存或热循环处理时，铜箔表面易出现氧化现象；大于0.35um时，有可能在元件组装时，不被助焊剂完全去除而产生焊接不良；
c-2、如果使用无铅焊料，膜厚必须维持在0.20 ～0.35um之间。
d、液位
在槽体外侧，制作一个尺规，用于测量osp的液位，每日检查，当液位有下降时，用原液补充，如果当天的消耗量过大(一般单面板25～30m2/l，双面板为15～20m2/l)，应及时联络厂商进行确认，同时自查一下osp槽的前后压辘是否正常工作，基板有无带入水分或带走osp原液。
e、osp槽液调整
用此osp药液不需要添加浓缩液，只需要添加补充剂即可，但切勿自行处理，应该通知供应商，由其派人员前来处理。
f、osp槽液的更换
f-1、更换时机：槽液内有大量的so42- 增加，而影响产品的品质；另外，每公升的处理量达到最大值(一般单面板30m2/l，双面板为20m2/l)；
f-2、更换方法：
f-2-1、先将槽内废液排干，因为osp槽液中含有少许的铜离子，应该把废液排到指定的废水回收站，或用桶收集，交由有资格的环保处理中心或厂商作无害化处理；
f-2-2、再清洗槽体，在清洗前，折下槽内的滚轮，确认工作场所的通风设备在开启的状态，操作时请戴上眼罩、手套及防护衣等，防止皮肤与药液接触。用布擦拭槽体的结晶物，如果干布无法清除，可用5％盐酸加95％的甲醇进行擦拭，在确认清除干净后，用大量d.i水冲洗槽体，并打开排水管，冲洗完毕后，关闭排水管阀门；
f-2-3、向槽内注入d.i水，打开泵辅使水在槽内循环，以清洗管道及喷嘴中的杂物，约循环5分钟后，排干槽水的废水，用干布擦拭槽体，待其干燥后，用干布粘少许osp原液再抹拭一次；
f-2-4、清洗滚轮，因为其在槽内长时间与osp药液接触，当药液挥发后易产生结晶体，可用5％盐酸加95％的甲醇配制溶解液体，将滚轮置于清洗槽内，注入配制好的溶解液，浸泡到能容易洗掉为止，取出滚轮用水冲洗后，再用布擦干净，然后装回osp槽内；
f-2-5、最后将osp原液注入槽内。
6、设备使用材质
不锈钢、钛、硬pvc、pp、pe、碳纤维、abs等。不可使用软ept、软pvc、不锈钢焊接、橡胶及pva等。
四、总结
应用osp的电路板，在下游客户的使用时，可以降低焊接性的不良，在生产过程中，要求检查人员戴手套作业，以免手汗或水滴残留于焊点上，造成其成份分解。
在全球客户使用无铅焊接的环境下，一般的表面处理很难适应，osp工艺作为不含有害物质，表面平整，性能稳定，价格低廉，使用简单的表面处理工艺，将是电路板业中表面处理的一个趋势，尤其是高密度的bga及csp也开始引进并使用。
工业触摸屏触摸无反应如何解决
华灿光电宣布向苏州子公司增资人民币3亿元
汇川技术南京年产40万套（台）机器人及其配套产品项目顺利封顶
研究人员已经使用机器学习来开发血液测试
沃尔沃高管：汽车要自动化，但最终控制权仍属于驾驶员
基于OSP在印刷电路板的应用
回顾基于雨燕芯片的开源方案现场演示
什么是多径效应_多径效应的简介及描述参数
电力电子技术向高频领域发展的几点见解
表面铂热电阻的特点与类型
全球首创超薄全面屏LED一体机正式上线
2021直播电商市场分析，“网易严选们”为何成主播良港
怎样判断热释电红外传感器的好坏
一二三航空未来的发展战略解读
屹唐集成电路科技建设12英寸晶圆生产标准厂房，以及相应的动力厂房
3D打印技术科普全面解析
无线测温传感器ATE400 CT感应取电 15s发射周期 传输距离150米
新能源电驱系统EMC设计解析
PowerPath控制器、理想二极管和优先排序器入门
区块链技术能否成为艺术世界的主流？