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OSP(保護膜)工藝簡介

更新時間:2016-12-14 10:02:56點擊次數: 文章來源:深北電子

OSP(保護膜)工藝簡介

        隨著人們對電子產品的輕、薄、短、小型化、多功能化方向發展,印制線路板向著高精密度、薄型化、多層化、小孔化方向發展,尤其是SMT的迅猛發展,從而使 SMT用高密度薄板(如IC卡、移動電話、筆記本計算機、調諧器等印制板)不斷發展,使得熱風整平工藝愈來愈不適應上述要求。


        OSP工藝是以化學的方法,在裸銅表面形成一層薄膜。這層膜具有防氧化,耐熱沖擊,耐濕性,因而,在PCB制造業中,OSP工藝可替代熱風整平技術。 OSP工藝生產的PCB板比熱平工藝生產的PCB板具有更優良的平整度和翹曲度,更適應電子工業中SMT技術的發展要求。有機預焊劑涂覆工藝簡單,價格具有競爭性,可焊性和護銅性都可以滿足PCB經受二次或三次耐熱焊接的考驗。由此,涂覆有機可焊保護劑(或稱有機預焊劑)的生產線受到PCB同業的青睞。 OSP技術正得到迅速的發展。


一、工藝流程

        除油-->二級水洗-->微蝕-->二級水洗-->酸洗-->DI水洗-->成膜風干-->DI水洗-->干燥


二、除油

        除油效果的好壞直接影響到成膜質量。除油不良,則成膜厚度不均勻。一方面,可以通過分析溶液,將濃度控制在工藝范圍內。另一方面,也要經常檢查除油效果是否好,若除油效果不好,則應及時更換除油液。


三、微蝕

        微蝕的目的是形成粗糙的銅面,便于成膜。微蝕的厚度直接影響到成膜速率,因此,要形成穩定的膜厚,保持微蝕厚度的穩定是非常重要的。一般將微蝕厚度控制在1.0-1.5um比較合適。每班生產前,可測定微蝕速率,根據微蝕速率來確定微蝕時間。


四、成膜

        成膜前的水洗最好采有DI水,以防成膜液遭到污染。成膜后的水洗也最好采有DI水,且PH值應控制在4.0-7.0之間,以防膜層遭到污染及破壞。

        1、工作液的有效物濃度對成膜速率有一定影響,盡量控制工作液的有效物濃度穩定是重要的。

        2、控制PH值的穩定(PH3.0-3.2)。PH值的變化對成膜速率的影響較大。PH值越高,成膜速率越大,PH值越低,則成膜速率越慢。

        3、控制成膜液溫度的穩定也是必要的。因為成膜液變化對成膜速率的影響比較大,溫度越高,成膜速率越快。

        4、成膜時間的控制。成膜時間越長,成膜厚度越大。根據實測的膜厚來確定成膜時間。


五、 成膜厚度的控制

        OSP工藝的關鍵是控制好防氧化膜的厚度。膜太薄,耐熱沖擊能力差,在過回流焊時,膜層耐不往高溫(190-00°C),最終影響焊接性厚,在電子裝配在線,膜不能很好的被助焊劑所溶解,影響焊接性能。一般控制膜厚在0.2-0.5um之間比較合適。


六、檢測方法

1.除油效果的檢測方法

        一般認為,經除油后,板面裸銅面在水洗后能形成水膜且在15秒鐘內不破裂,說明除油效果良好。否則,可考慮補充或更換除油劑。

2.微蝕速率的測定方法

        a、取7cm X 7cm的1.6mm厚雙面銅箔板,面積記為S(cm2);
        b、放入烘爐中,在90-100°C烘30分鐘;
        c、在防潮瓶內冷卻至室溫,用分析天平稱重W1(克);
        d、隨生產板浸入生產線內的除油缸中,并于微蝕缸后取出(保證浸蝕時間跟生產板一致),微蝕時間記為t(分鐘);
        e、用水清洗后,于烘爐中90-100°C烘30分鐘;
        f、在防潮瓶中冷卻至室溫,用分析天平犯法重W2(克);
        g、計算:蝕銅速率(微米/分鐘)=10000 X (W1-W2)/(8.92 X 2 X S X t)

3.成膜液有效物濃度的測定方法

        a、工作液1.0ml,用去離子水稀釋至500ml,混勻;
        b、在751分光光度計上,于269 1nm用去離子水作參比,校零;
        c、換a步驟的溶液,測定吸光度A;
        d、計算:有效物濃度(%)=280 X A

4.成膜厚度測試方法

-傳統方法:

        a、將一片40mm X 50mm的單面裸銅板與生產板一起在OSP生產在線處理;
        b、將已處理的板放在一干凈的250ml燒杯中;
        c、用移液管取50ml5%的鹽酸液,放入燒杯,輕搖燒杯,三分鐘后將板拿出;
        d、用5%的鹽酸校零,在751G分光光度計上,于269.1nm處測吸光度;
        e、再以c步驟準備的液體更換,讀取在170nm處的吸光度A;
        f、計算:膜厚(微米)=0.7 X A

-儀器測試方法及特點:

        利用光譜分析原理無損檢測OSP鍍層厚度。無需準備樣品,可實時檢測實際產品上的OSP鍍層厚度。無損實時檢測 不再使用檢驗銅箔,無需樣品制備 ,測試時只要直接將樣品放置在測試臺上,即可測試,并且馬上出結果,方便快捷。

        無損實時檢測:不再使用檢驗銅箔,無需樣品制備

        超小檢測點:

        二維圖象分析功能:可在粗糙表面測量OSP鍍層厚度

        人性化操作流程設計

        經工藝的測算,除油、微蝕槽及水溶性助焊劑浸涂槽的三個槽的比例控制在1:1:2.5。如果浸涂槽太長,在一定的傳送速度下,通過除油、微蝕槽的時間相對會縮短,將會影響成膜的質量。

        風力和烘干系統對成膜的均勻性、厚度有很大影響,要求浸涂的有機可焊保護劑(OSP)后的吹干段能夠將多余的殘液吹盡,否則后續的純水將帶走板面上多余的殘液,而使此處的涂覆層偏薄,致使外觀不均勻。

        另外浸涂前段吹干是非常重要的。水份帶入浸涂液易造成成膜的減薄。吹風的冷風易造成成膜液溫度的下降,吹干的風太熱易造成進料段的結晶。由此,風力和烘干系統的控制調整十分重要。


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