表面處理工藝原理教材

表面處理工藝原理教材第1頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四講解內(nèi)容概述OSP工藝流程

OSP組成成膜厚度的控制檢測(cè)方法及重點(diǎn)監(jiān)控項(xiàng)目常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法第2頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概述一、定義：有機(jī)可焊性保護(hù)膜（organicsolderabilitypreservative）是以化學(xué)的方法，在裸銅表面形成一層0.2-0.6um薄膜。這層膜具有防氧化、耐熱沖擊、耐濕性。優(yōu)點(diǎn)：表面平坦，膜厚0.2-0.6um，適合SMT和線導(dǎo)線細(xì)間距的PCB；膜脆易焊，能承受多次以上熱沖擊，并與任意焊料兼容；水溶性操作，最高溫度不到50度，不會(huì)發(fā)生板子的翹曲變形；生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)高溫，低噪聲，有利于環(huán)保；成本比較低。第3頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概述二、主要供應(yīng)商Entek（樂(lè)思）：ENTEKPLUSHTSHIKOKU（四國(guó)化成）：GlicoatSMDF2(LX)OSP有三大類的材料：松香類（Rosin）活性樹(shù)脂類（ActiveResin）唑類（Azole）。目前最常見(jiàn)的也就是：唑類（Azole）第4頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概述咪唑第5頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概述苯并三唑第6頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四OSP工藝流程一、流程烘干除油水洗微蝕水洗吹干預(yù)浸OSP水洗除油PH值：2.9-3.1酸值：250-290注：GLICOAT無(wú)預(yù)浸.第7頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四OSP工藝流程流程第8頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四OSP工藝流程唑類有機(jī)物在酸性溶液中能離解（H+的離去），從而成了孤對(duì)電子對(duì)；經(jīng)過(guò)前處理的銅面，在OSP主槽中就形成了Cu（3d104s1）、Cu+及Cu2+不同形態(tài)的銅；Cu+的3d10軌道與孤對(duì)電子對(duì)通過(guò)配位鍵形成有機(jī)可焊性膜。Cu2+CuCu+Cu+++苯并三氮唑（咪唑）第9頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四OSP工藝流程O(píng)SP膜高分子結(jié)構(gòu)第10頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四OSP組成OSP藥液的大體結(jié)成如下：烷基苯并咪唑有機(jī)酸（甲酸、乙酸）氯化銅烷基苯并咪唑類有機(jī)化合物中的咪唑環(huán)與一價(jià)銅原子3d10形成配位鍵從而形成絡(luò)合物，而支鏈烷基間是通過(guò)范德華力而相互吸引，所以形成了OSP保護(hù)膜，因其中有苯環(huán)的存在，所以，這層保護(hù)膜具有很好的耐熱性和高的熱分解能力；有機(jī)酸的加入可以增加烷基苯并咪唑在水溶液中的溶解度，促進(jìn)絡(luò)合物膜的形成。但是過(guò)量的有機(jī)酸反而會(huì)使沉積在銅表面上的OSP膜溶解，因而控制有機(jī)酸的加入時(shí)（即控制PH值是至關(guān)重要的），一般PH值控制在：2.9-3.1

有機(jī)酸值控制在：250-290。第11頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四成膜厚度的控制OSP工藝的關(guān)鍵是控制好防氧化膜的厚度。膜厚太薄，耐熱沖擊能力差，在過(guò)回流焊時(shí)，膜層耐不住高溫，最終影響焊接性；膜厚太厚，在電子裝配線時(shí)，不能很好的被助焊劑所溶解，影響焊接性能。一般膜厚控制在：0.2-0.6um要得到均勻的膜厚，生產(chǎn)中必須控制好以下幾個(gè)方面：除油除油效果的好壞直接影響到成膜質(zhì)量。除油不良，則成膜不均勻；微蝕微蝕的目的是形成粗糙的銅面，便于成膜。微蝕的速率直接影響到成膜，因此，要形成穩(wěn)定的膜厚，保持微蝕速率的穩(wěn)定性是非常重要的。一般做選化板，微蝕速率：0.3-0.6um；全銅板，微蝕速率：1.0-1.5um。第12頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四成膜厚度的控制OSP主槽工作溶液Ra(90-100%)RB1(70-95%);PH值的穩(wěn)定對(duì)成膜速率的影響較大，為了保持PH的穩(wěn)定，主槽中添加了一定量的緩沖劑；一般PH值控制在：2.9-3.1，可以得到致密、均勻而厚度適中的OSP膜；若PH值偏高（＞5），烷基苯并咪唑的溶解度降低，有油狀物析出；若PH值偏低（＜2），會(huì)使形成的膜部分溶解；控制OSP槽的溫度穩(wěn)定也是必要的，溫度的變化對(duì)成膜速率的影響也比較大，溫度越高，成膜速率越快；成膜時(shí)間的控制：成膜時(shí)間越長(zhǎng)，成膜越厚;（ENTEK為50-70s，GLICOAT為70-90s）

OSP主槽后的水洗必須為DI水，且必須保證PH值大于5，避免OSP膜的溶解。第13頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四檢測(cè)方法膜厚：設(shè)備及儀器UV分光光度計(jì)1cm石英比色皿1ml移液管25ml移液管250ml燒杯試劑

5%鹽酸溶液分析方法1）取一單面3cm×5cm裸銅板經(jīng)ENTEK全線。2）將處理過(guò)的試樣置于一個(gè)干燥、潔凈的250ml燒杯中。3）移取25ml5.0%HCl測(cè)試溶液至此燒杯中,輕輕攪拌3分鐘,然后立即取出試樣。4）用新鮮的5.0%HCl溶液校準(zhǔn)UV分光光度計(jì)，使其在270.0nm處吸光度為零。5）小心將燒杯中的溶液倒至1cm比色皿中，記錄吸光度。計(jì)算公式膜厚(μm)=吸光度xF(t)第14頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四日常監(jiān)控項(xiàng)目重點(diǎn)監(jiān)控：微蝕速率膜厚賈凡尼效應(yīng)點(diǎn)（金銅比例）

WETTINGBALANCE

可焊性測(cè)試第15頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法異?，F(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施OSP膜下有氧化

1)板面氧化程度過(guò)深1)經(jīng)PUMICE處理再生產(chǎn)2)微蝕量不足2)提高微蝕槽溫度和微蝕劑濃度以提高微蝕量異?，F(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施OSP膜面呈彩色1)前處理微蝕量不足1)適當(dāng)增大前處理微蝕量2)OSP主槽pH過(guò)低2)加氨水調(diào)整OSP主槽pH至3.0-3.1第16頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法異?，F(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施OSP膜下發(fā)花（“花臉”）

1)微蝕液殘留造成微蝕不均勻1)在微蝕槽前后安裝擋水滾輪或吸水海綿2)微蝕槽銅離子過(guò)高2)當(dāng)班分析銅離子大于15g/l時(shí)，稀釋微蝕槽。3)預(yù)浸PH值偏下限

3)將PH提高--加入100ml氨水異?，F(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施OSP膜上發(fā)紫（可以擦去）

1)主槽后滾輪藥液反沾1)清洗主槽后的滾輪（包括海綿滾輪2)主槽后水洗水PH偏低

2)更換主槽后的水洗水（必要時(shí)關(guān)閉第一道水洗）第17頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法異?，F(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施“亮點(diǎn)”（膜面上的點(diǎn)狀光澤不一樣

1)主槽內(nèi)的傳動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)不正常對(duì)板面形成摩擦1)檢查維修主槽內(nèi)的傳動(dòng)系統(tǒng)2)主槽前后的滾輪需要清潔2)清潔主槽前后藥液沒(méi)有浸泡的滾輪（包括海綿滾輪）3)藥液添加后沒(méi)有循環(huán)均勻3)加藥液嚴(yán)格按照少量多次原則均勻添加4)脫脂槽銅離子對(duì)銅面有咬蝕（脫脂后銅面發(fā)黑）

4)檢查并補(bǔ)充到標(biāo)準(zhǔn)液位稀釋銅離子或當(dāng)槽第18頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法異?，F(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施OSP膜面有水漬1)有疊板或卡板1)檢查排除傳動(dòng)系統(tǒng)故障2)烘干段溫度不夠或風(fēng)刀堵塞2)維護(hù)烘干段加熱器和風(fēng)刀異?，F(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施“水漬印”（膜面粗糙，呈水紋或條狀）1)預(yù)浸槽內(nèi)的藥液濺到前后的滾輪上形成紅色的“污垢”1)對(duì)預(yù)浸前后的滾輪進(jìn)行每班清洗第19頁(yè)，共21頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法異常現(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施OSP膜面有滾輪印1)烘干段或OSP后水洗段滾輪不潔1)檢查滾輪，若有不潔,則清潔滾輪。2)滾輪有跳動(dòng)，傳動(dòng)不好2)檢查滾輪，若有問(wèn)題，請(qǐng)人維修或重新安裝滾輪異常現(xiàn)象產(chǎn)生原因解決措施OSP膜面有露銅1)銅面上有異物（如SMSCUM、嚴(yán)重氧化物）殘留1)經(jīng)PUMICE處理或者增大前處理微蝕量去除銅面異物2)板面在生產(chǎn)過(guò)程中刮傷2)先用銅板對(duì)OS