有机可焊性保护层知识讲解

  有机可焊性保护层（OSP）
  OSP的保护机理
  故名思意，有机可焊性保护层（OSP, Organic solderability preservative）是一种有机涂层，用来防止铜在焊接以前氧化，也就是保护PCB焊盘的可焊性不受破坏。目前广泛使用的两种OSP都属于含氮有机化合物，即连三氮茚（Benzotriazoles）和咪唑有机结晶碱（Imidazoles）。它们都能够很好的附着在裸铜表面，而且都很专一―――只情有独钟于铜，而不会吸附在绝缘涂层上，比如阻焊膜。              
   连三氮茚会在铜表面形成一层分子薄膜，在组装过程中，当达到一定的温度时，这层薄膜将被熔掉，尤其是在回流焊过程中，OSP比较容易挥发掉。咪唑有机结晶碱在铜表面形成的保护薄膜比连三氮茚更厚，在组装过程中可以承受更多的热量周期的冲击。

 OSP涂附工艺

   OSP涂附过程见表1。
   清洗: 在OSP之前，首先要做的准备工作就是把铜表面清洗干净。其目的主要是去除铜表面的有机或无机残留物，确保蚀刻均匀。
微蚀刻（Microetch）：通过腐蚀铜表面，新鲜明亮的铜便露出来了，这样有助于与OSP的结合。可以借助适当的腐蚀剂进行蚀刻，如过硫化钠（sodium persulphate），过氧化硫酸（peroxide/sulfuric acid）等。
  Conditioner：可选步骤，根据不同的情况或要求来决定要不要进行这些处理。
  OSP：然后涂OSP溶液，具体温度和时间根据具体的设备、溶液的特性和要求而定。
  清洗残留物：完成上面的每一步化学处理以后，都必须清洗掉多余的化学残留物或其他无用成分。一般清洗一到两次足夷。物极必反，过分的清洗反倒会引起产品氧化或失去光泽等，这是我们不希望看到的。
  整个处理过程必须严格按照工艺规定操作，比如严格控制时间、温度和周转过程等。
  OSP的应用
  PCB表面用OSP处理以后，在铜的表面形成一层薄薄的有机化合物，从而保护铜不会被氧化。Benzotriazoles型OSP的厚度一般为100A°，而Imidazoles型OSP的厚度要厚一些，一般为400 A°。OSP薄膜是透明的，肉眼不容易辨别其存在性，检测困难。
在组装过程中（回流焊），OSP很容易就熔进到了焊膏或者酸性的  Flux里面，同时露出活性较强的铜表面，最终在元器件和焊盘之间形成Sn/Cu金属间化合物，因此，OSP用来处理焊接表面具有非常优良的特性。
  OSP不存在铅污染问题，所以环保。
  OSP的局限性
  1、   由于OSP透明无色，所以检查起来比较困难，很难辨别PCB是否涂过OSP。
  2、   OSP本身是绝缘的，它不导电。Benzotriazoles类的OSP比较薄，可能不会影响到电气测试，但对于Imidazoles类OSP，形成的保护膜比较厚，会影响电气测试。OSP更无法用来作为处理电气接触表面，比如按键的键盘表面。
  3、   OSP在焊接过程中，需要更加强劲的Flux，否则消除不了保护膜，从而导致焊接缺陷。
  4、   在存储过程中，OSP表面不能接触到酸性物质，温度不能太高，否则OSP会挥发掉。
随着技术的不断创新，OSP已经历经了几代改良，其耐热性和存储寿命、与Flux的兼容性已经大大提高了。

   文章整理：昊瑞电子/