摘  要

OSP是(Organic Solderability Preservatives) 的簡稱，中譯為有機保焊膜，又稱護銅劑，英文亦稱之Preflux。它的作用是阻擋濕氣，防止焊盤氧化，保持焊接銅面具有良好的可焊性。由于OSP表面平整度好，焊點可靠性高、PCB制造工藝相對簡單、成本低廉，對比其它表面處理PCB優勢明顯，越來越受到業界的歡迎。一般情況下，OSP表面處理的PCB上錫性良好，如PCB生產過程控制不當或SMT使用管控不當都會導致焊接不良的問題。本文根據OSP表面處理PCB的特點及焊接不良案例分析，重點從OSP膜厚度的控制及PCB儲存和SMT使用方面對影響PCB可焊性不良的因素進行分析，并提出一些相應的改善對策。

關鍵詞：OSP；PCB；焊錫性；焊點 ；焊盤；SMT

1.引言

PCB是現代電子產品不可缺少的材料，隨著表面貼裝技術(SMT)、集成電路(IC)技術的高速發展, PCB需要滿足高密度、高平整化、高可靠性、更小孔徑、更小焊盤的發展要求，對PCB表面處理和制作環境的要求也越來越高。OSP表面處理是目前常見的一種PCB表面處理技術，是在潔凈的裸銅表面上，以化學的方法長出一層0.2~0.5um的有機皮膜，這層膜在常溫下具有防氧化、耐熱沖擊、耐濕性，可以保護銅表面發生氧化或硫化的作用，在后續的高溫焊接中，此種保護膜又必須很容易地被助焊劑所迅速清除，露出干凈的銅表面在極短時間內與熔融焊錫結合成為牢固的焊點。OSP表面處理對比其它表面處理有如下優缺點：

a. OSP表面平整均勻，膜厚0.2~0.5um適合SMT密間距元件的PCB；

b. OSP膜耐熱沖擊性能好，適合無鉛工藝及單雙面板加工，并與任意焊料兼容；

c.水溶性操作，溫度可控制在80 ℃以下，不會造成基板彎曲變形的問題；

d.操作環境好，污染少，易于自動化生產線；

e.工藝相對簡單，良率高，成本較低等；

f.缺點是形成的保護膜極薄，OSP膜容易劃傷（或擦傷）；

g. PCB經過多次高溫焊接后，OSP膜（指未焊接焊盤上的OSP膜）會發生變色、裂解變薄、氧化，影響可焊性和可靠性；

h.藥水配方種類多，性能不一，品質參差不齊等。

2.問題描述

在實際生產過程中，OSP板容易出現表面變色、膜厚不均勻、膜厚超差（太厚或太薄）等問題；在PCB制作的后期階段，已成型的PCB如儲存和使用不當容易出現焊盤氧化、焊盤上錫不良、不能形成牢固的焊點、虛焊及焊錫不飽滿等焊接問題；SMT生產雙面板第二面及錫爐焊接時容易出現回流焊接不良、焊點漏銅、外觀滿足不了IPC3級標準、錫爐焊接不良率高等問題。

3.案例分析

公司某OSP表面處理PCB產品在SMT生產第一面時元件焊盤上錫良好，在生產第二面時出現過爐后連接器及部分位置元件焊盤上錫不良，焊料在焊盤上出現一定的反濕潤和拒焊問題，如下圖1。本案例中的PCB是OSP表面處理方式，SMT制程是無鉛工藝，根據基本焊接原理及實際工程經驗分析，拒焊及反濕潤出現與PCB表面焊盤的可焊性有直接的關系。因此，本案例的分析思路是首先通過外觀檢查，再分別使用異丙醇(清洗IPA)和鹽酸清洗不良焊盤進行可焊性對比，再借助第三方實驗室使用EDS進行成分分析等方法，找出OSP可焊性差的原因，并給出相應的改善對策。