OSP PCB：有效的 PCB 表面处理

你知道铜暴露在大气中会发生什么吗？它会迅速氧化并可能失去其所有特性。镀铜的 PCB 也是如此。

这是因为铜具有高度的化学反应，使其容易受到焊接高温的影响。所以最大的问题是：你需要什么来保护你的铜 PCB？

您需要的是表面处理涂层。此外，今天有许多表面处理可供选择，但我们将专注于预算友好的 OSP。

本文将向您展示有关 OSP 的所有信息，并将其与其他表面处理进行比较。

什么是 OSP？

有机可焊性防腐剂 (OSP) 是一种环保且具有成本效益的有机层。该有机层可以通过吸收与铜表面结合。有趣的是，该层提供了与其他表面处理相同的品质。

然而，OSP 提供了一种更持久的解决方案来处理裸露的铜。而且，由于有机层不能与其他表面相互作用，您可以更轻松地焊接和去除 OSP PCB 上的助焊剂。

助焊剂

我们在 1970 年代使用了 OSP 公式的第一个实例。但是，这些公式很弱，只适用于较低的设备。但是，更高级的 OSP 公式提高了耐用性，可以处理更高的设备操作。

OSP的主要材料

OSP配方以松香、唑类和活性树脂为主要原料。松香材料的作用类似于涂层，可用于助焊剂处理。

松香

有趣的是，唑类是具有杂环氮的水基化合物。这些化合物很有帮助，因为它们与铜表面具有奇妙的协同作用。这种协同作用是启动吸收过程并形成保护膜的原因。

您制作的保护膜取决于所使用的唑类化合物的类型。存在三种类型的唑类：苯并三唑类、苯并咪唑类和咪唑类。使用苯并三唑可以制成薄膜，而使用咪唑制成的薄膜很厚。

最后，您需要用酸或其他溶液冲洗您的表面。因此，它有助于在添加 OSP 饰面之前从地形上增强您的角色。

酸

OSP的制造过程

OSP的制造过程分为除油、微腐蚀和成膜三个阶段。

第一阶段：除油

如果您想要高质量的保护膜，去除所有污染物和油污至关重要。否则，你会得到一个不均匀的电影。

幸运的是，有一些方法可以避免不均匀的薄膜。首先，您需要控制除油溶液的浓度。然后，检查进程是否正常。

如果您发现除油效果不佳，则需要使用专门为此目的的化学品快速更换。

第 2 步：微腐蚀

微腐蚀旨在创造天然铜表面。此外，它直接影响 OSP 形成的速度。此外，如果要获得稳定的膜厚，控制微腐蚀厚度至关重要。

此外，维持微腐蚀的可接受范围在 1.0um 到 1.5um 之间。一旦有了维护值，就很容易测量微腐蚀率。

第 3 步：成膜

在成膜前后使用 DI 清洗至关重要。此外，您必须将溶液的 PH 限制在 4.0 和 7.0 之间。否则，您会污染溶液以形成成膜。

这就是 OSP 过程变得棘手的地方。首先，您需要控制薄膜的厚度，以免影响您的焊接性能。理想的厚度可以在 0.2um 到 0.5um 之间。

注意：您的薄膜越薄，您获得的 OSP 优势就越小。例如，您可能会获得较少的热冲击能力或氧化保护。另外，请记住在成膜后使用 DI 清洗。

OSP的优势

OSP 的主要卖点是它的加工容易程度和低成本要求。虽然这两个优点使 OSP 非常受欢迎，但它的其他优点使其成为出色的表面光洁度：

1. OSP使用水性化合物，使表面处理过程环保。因此，我们可以将 OSP PCB 归类为绿色电子产品。

水性化合物

2. OSP PCB 保质期长。因此，它们几乎不会磨损。

3. 他们有一个简单的制造过程。此外，这些板几乎不需要维护，如有必要，您可以轻松地对其进行返工。

电路板制造

4. OSP表面涂层受损时修复既不昂贵也不复杂。

5. OSP 板上不需要阻焊油墨。这是因为大多数 OSP 简单的化合物都可以完成这项任务。但是，在某些特殊情况下，某些化学品需要少量阻焊油墨。

6. OSP 板可以发挥出色的性能，尤其是在焊接区域。

OSP的缺点

尽管 OSP 表面处理是最好的表面处理之一，但它也有一些缺点。这些缺点包括：

1. OSP 饰面因其易感性而需要格外小心。

2. OSP涂层PCB不能使用电镀通孔。

3. OSP PCB的厚度也很难测量。

使用 OSP PCB 之前需要考虑的其他因素

以下是您应该考虑的一些因素，以避免严重的 PCB 损坏。

存放您的 OSP PCB

OSP PCB 可以持续很长时间，但只有当您小心对待它们时。由 OSP 制成的防腐剂功能强大但很薄。因此，您在运输和操作这些板时需要格外小心。

否则，防腐剂会破裂，使您的木板失效。此外，您必须避免将 OSP PCB 长期存放在高温或潮湿的环境中。否则会增加氧化的可能性，降低可焊性。

温度危险标志

但是，您可以通过遵循以下存储原则来避免所有这些：

1. 确保您使用带有干燥剂和湿度显示卡的真空包装来存放您的电路板。如果您要堆叠多块板，请在它们之间放置释放卡以避免摩擦。

2. 避免将 OSP PCB 暴露在阳光直射下。例如，理想的存储环境应该有 30 到 70% 的相对湿度，15 到 30 ⁰ C 温度，最长可保存 12 个月。

焊接 OSP 板后可能出现的问题

PCB焊接

OSP板焊接后颜色发生变化是正常的。但是，有两种情况表明这是一个积极的结果还是一个问题。

注意：颜色变化可能是由于防腐剂厚度、异常污染物、焊接时间或微蚀刻量造成的。

焊接情况

第一种情况是可以接受的情况。这通常发生在助焊剂消除氧化，从而保护焊接性能时。

但是情况二不是一个好情况。这意味着您拥有一个完整性受损的 OSP 板。结果，助焊剂不能消除氧化，焊接性能会降低。

幸运的是，您可以采取一些具体措施来避免第二种情况。这些行动包括：

1. 始终将 OSP 厚度控制在特定范围内。

2. 另外，确保将微蚀刻工艺限制在特定范围内。

3. 最后，在PCB制造过程中消除所有污染物以避免可焊性问题。

哪个更好：ENIG、OSP 或 HASL

ENIG（化学镀镍/沉金）是全球最好的平面和无铅表面处理。它提供出色的功能和耐用性。但是，与其他表面处理选项相比，它既昂贵又难以找到。

另一方面，OSP 在不牺牲性能的情况下提供了一种更便宜的替代方案。它也是无铅的，可以使用很长时间。

最后，如果您不介意含有铅的选项，HASL（热风焊料整平）是一个很好的选择。此外，HASL 对具有较高层数的电路板施加压力，这会导致可靠性问题。

四舍五入

电路板

如果您想要廉价且有效的出色表面光洁度，OSP 是首选。它还与铜很好地结合，不会与其他表面相互作用。

OSP PCB 的防腐剂可能很弱，但如果你能妥善管理它们，它们就不会造成问题。
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