有机可焊性保护剂
PWB工艺流程介绍
机械钻孔设备照片
基板钻孔后的照片
Layer 3,6（H10）
6) 4 Roll Grind（研磨）
研磨的目的：去除钻孔可能产生的毛刺, 以及残留的树脂，使表面清洁。
7) Panel plating （镀铜）
~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~
使用Na2CO3把没有露光（non-exposure）的干膜去除掉;
Spray aqueous Na2CO3
显影后照片Leabharlann Layer 4,5（H11）
5) Etching（蚀刻）
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Copper foil
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Glass fiber and epoxy resin 取板后基板的状态
Making tooling holes.（钻孔）
设备照片
注意：不同层结构产品取板打孔程序不同；一、二工厂取板打孔程序不同； CCL尺寸要比worksize大； 二工厂CCL材料尺寸为大板(1047*1255; 932*1255)，需要切割；
Layer 3,6（H10）
1) Lamination press（层压） 压力
Lay3
铜箔
~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~ PP
Lay4
基板
Lay5
~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~ PP
Lay6
铜箔
隔离板
Lay3
铜箔
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Lay4
基板
Lay5
~~~ ~~~ ~~~ ~~~ ~~~ PP
化学镍金
1、前言在一个印制电路板的制造工艺流程中，产品最终之表面可焊性处理，对最终产品的装配和使用起着至关重要的作用。
综观当今国内外，针对印制电路板最终表面可焊性涂覆表面处理的方式，主要包括以下几种：Electroless Nickel and Immersion Gold（1）热风整平；（2）有机可焊性保护剂；（3）化学沉镍浸金；（4）化学镀银；（5）化学浸锡；（6）锡/ 铅再流化处理；（7）电镀镍金；（8）化学沉钯。
其中，热风整平是自阻焊膜于裸铜板上进行制作之制造工艺（SMOBC）采用以来，迄今为止使用最为广泛的成品印制电路板最终表面可焊性涂覆处理方式。
对一个装配者来说，也许最重要的是容易进行元器件的集成。
任何新印制电路板表面可焊性处理方式应当能担当N次插拔之重任。
除了集成容易之外，装配者对待处理印制电路板的表面平坦性也非常敏感。
与热风整平制程所加工焊垫之较恶劣平坦度有关的漏印数量，是改变此种表面可焊性涂覆处理方式的原因之一。
镀镍/金早在70年代就应用在印制板上。
电镀镍/金特别是闪镀金、镀厚金、插头镀耐磨的Au-Co 、Au-Ni等合金至今仍一直在带按键通讯设备、压焊的印制板上应用着。
但它需要“工艺导线”达到互连，受高密度印制板SMT安装限制。
90年代，由于化学镀镍/金技术的突破，加上印制板要求导线微细化、小孔径化等，而化学镀镍/金，它具有镀层平坦、接触电阻低、可焊性好，且有一定耐磨等优点，特别适合打线（Wire Bonding）工艺的印制板，成为不可缺少的镀层。
但化学镀镍/金有工序多、返工困难、生产效率低、成本高、废液难处理等缺点。
铜面有机防氧化膜处理技术，是采用一种铜面有机保焊剂在印制板表面形成之涂层与表面金属铜产生络合反应，形成有机物-金属键，使铜面生成耐热、可焊、抗氧化之保护层。
目前，其在印制板表面涂层也占有一席之地，但此保护膜薄易划伤，又不导电，且存在下道测试检验困难等缺点。
目前，随着环境保护意识的增强，印制板也朝着三无产品（无铅、无溴、无氯）的方向迈进，今后采用化学浸锡表面涂覆技术的厂家会越来越多，因其具有优良的多重焊接性、很高的表面平整度、较低的热应力、简易的制程、较好的操作安全性和较低的维护费。
OSP膜之性能、表征 、检测、因素分析及评估 综合文章
适用于无铅制程的新一代OSP膜之性能及表征摘要：为了满足电子工业对于禁用铅的迫切要求，印刷电路板（PCB）工业正将最后表面处理从热风整平的喷锡（锡铅共晶）转移到其他表面处理，其中包括有机保护膜（OSP）、沉银、沉锡以及化学镍沉金。
由于OSP膜的优异可焊性、工艺简单易行以及低操作成本，被认为是最佳的选择。
由于OSP（有机可焊保护膜）的优异可焊性、工艺简单易行以及低成本，被认为是最佳的表面处理工艺。
本论文使用热脱附—气相色谱—质谱分析法（TD-GC-MS）、热重量分析法（TGA）以及光电子能谱分析法（XPS）分析新一代耐高温OSP膜的相关耐热特性。
气相色谱测试耐高温OSP膜（HTOSP）内影响可焊性的小分子有机成分，同时说明耐高温OSP膜内的烷基苯并咪唑-HT具有极小的挥发性。
而TGA 数据表明HTOSP膜与现行工业标准的OSP膜相比具有更高的降解温度。
XPS数据显示耐高温OSP经过5次无铅回流后，氧含量仅增加了约1％。
以上改进与工业无铅可焊性的要求直接有关。
OSP膜用于电路板已有多年，是由于唑类化合物（azole）与过渡金属元素发生反应，如铜和锌，而形成的有机金属聚合物薄膜。
许多研究[1,2,3]都揭示金属表面上唑类化合物的腐蚀抑制机理。
G.P.Brown[3]成功地合成了苯并咪唑和铜（I I ）、锌（II）以及其他过渡金属元素的有机金属聚合物，并通过TGA 描述了聚（苯并咪唑—锌）优异的耐高温特性。
G.P.Brown的TGA数据显示聚（苯并咪唑—锌）的降解温度在空气中高达400℃，在氮保护气氛下则高达500℃，而聚（苯并咪唑—铜）的降解温度只有250℃。
最近研发的新型HTOSP膜是以聚（苯并咪唑—锌）化学特性为基础，从而具有最佳的耐热性。
OSP膜主要由有机金属聚合物和在沉积过程中夹带有机小分子组成，如脂肪酸和唑类化合物。
有机金属聚合物提供必须的抗腐蚀性、铜表面粘附性和OSP的表面硬度。
有机金属聚合物的降解温度必须高于无铅焊料的熔点才能经受无铅制程处理。
印制板表面可焊性处理与焊接
热风整平 前对 印制板 的微蚀处 理 ，常采 用硫酸／ 双 氧水体 系 ，微蚀 一般要求将铜 蚀刻 １２ － 微米 ，微蚀后需 浸酸 处理 。经 过微蚀 处理 后 的印制板 ，一定 要立 即进
行水洗 、吹干 ，防止新鲜 的铜表面再次氧化 。
热风 整平 的工 艺参数 控制 ，主要 关注 焊料 温度 、
存在 下道 测试检验 困难等缺点 。 随着环 境保 护意 识 的增强 ，印制板 也朝 着三 无产 品ｆ 无铅 、无 溴 、无 氯 ） 的方 向迈进 ，今 后采 用 化 学镀 银 、化 学浸 锡表 面涂 覆技 术 的厂 家会越 来越 多 ，因其 具 有优 良的多 重焊接 性 、很 高 的表 面平 整度 、较 低 的
络 合反应 ，形成有机 物一 属键 ，使铜 面生成 耐热 、可 金 焊 、抗 氧化 之保 护层 。 目前 ，其在 印制 板表 面涂 层也
（） 机 可 焊 性 保 护 剂 ；（ 化 学 沉 镍 浸 金 ；（ 化 学 镀 ２有 ３ ） ４ ） 银 ；（ 化学浸锡 ；（ 锡 ／ ５ ） ６ ） 铅再流化处理 ；（ 电镀镍金 ； ７ ）
热 应力 、简易 的制程 、较 好 的操作 安全 性 和较低 的维
护费 。
另外 ，随着Ｓ 技 术之迅速发展 ，Ｂ Ａ ＭＴ Ｇ 设计 的逐 步 平 常 化 ，对 印制板 表面 平整度 的要求会 越来 越高 ，化
外 还会产生ｃ — ｎ 面金 属化合物 ，质脆 。 ｕｓ介 镀镍 ／ 金早在７ 年代 就应用 在印制板 上 。电镀镍， ０ 金
图１ 热风整平（ Ａ Ｌ￣程 示意 Ｈ Ｓ）
（ 无铅焊料对后续 的封装焊接 ３ ）
９ 印 路赘 ２１年 月 ２ ４ 制雷 ＿ 钒 ０２ ３ 第 期
术是 势在必 行 。无铅焊 锡技 术不 是新 的 。多年来 ，许 多制 造商 已经在 某些适 当位 置 的应用 中 ，使 用 了无铅
PCB表面处理方式一是OSP ,二是HASL,此两种表面处理之区别在那呢收集资料
PCB表面处理方式:一是OSP ,二是HASL,此两种表面处理之区别在那呢?1热风整平（HAL）热风整平（HAL）或热风焊料整平（HASL）是20世纪80年代发展起来的一种先进工艺，到了90年代中、后期，它占据着整个PCB 表面涂（镀）覆层的90%以上。
只是到了90年代的末期，由于表面安装技术（SMT）的深入发展，才使HAL在PCB中的占有率逐步降低下来，但是，目前HAL在PCB表面涂（镀）覆中的占有率仍在50%左右。
尽管SMT的高密度发展会使HAL在PCB中的应用机率不断下降，但是HAL技术在PCB生产中的应用仍有很长的生命力，即使禁用铅的焊料（无铅的绿色焊料），无铅的HAL技术和工艺也会开发和应用起来。
1.1热风整平工艺和应用热风整平技术是指把PCB（一般为在制板 panel）浸入熔融的低共熔点（183℃，如图1所示）Sn/Pb（比例应等于或接近于63/37，操作温度为230∽250℃之间）合金中，然后拉出经热风（控制热风温度、风速和风刀角度，其中风刀结构与PCB板距离等已优化而固定下来）吹去多余的Sn/Pb合金，得到所要求组成和厚度的Sn/Pb合金层。
在热风整平生产过程中要控制和维护好Sn/Pb合金组成的成份比例（一般要定期补充纯锡，因为才锡比铅更易于氧化，加上锡也易于与其它金属形成合金，所以锡消耗比铅要快）。
同时，在高温热风整平的过程中，PCB上的铜也会熔入到Sn/Pb 合金中去，使Sn/Pb合金中含有铜的组分，由于铜和锡会形成高熔点的合金化合物，如Cu6/Sn5、Cu4/Sn3、Cu3/Sn等。
当Sn/Pb合金中的铜含量≥0.3%（重量百分比）时，不仅会是使热风整平温度提高（如超过250℃以上）才能得到平整而光亮的涂覆Sn/Pb合金层，甚至会形成粗糙不平或沙石状的表面。
因此应定期进行分析Sn和Pb含量与比例，以保证其比例处于62∽64/38∽36之间。
同时，由于锡比铅更易于氧化，因此，熔融的锡/铅合金表面应具有耐高温的防氧化剂或耐热助焊剂等加以保护。
抗氧化OSP 5903T产品介绍SMT
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关于OSP膜厚均匀性的判断
¬ OSP膜的均匀性可以从外观直接看出，厚度一致的OSP膜会显示出
相同的、均匀的颜色； ¬ 对于不均匀的OSP膜，较厚的部分颜色也会比较深，例如刚从OSP 缸出来的板如果没有及时用吸水绵吸干，则残留的液滴会在铜面上 继续反应成膜，形成一块较深的斑点，该处的OSP膜自然会很厚；
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Competitor B
* Competitor B来自国际知名OSP厂商
IR Reflow 后几种OSP波峰焊的通孔上锡率
100 95
Flow-up ratio
90 85 80 75 70 65 IR1 IR2 IR3 IR4 IR5
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IR Reflow 后OSP膜的颜色变化
IR1
IR2
IR3
IR4
IR5
IR6
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IR Reflow 后OSP膜的颜色变化
回流焊2次后波峰焊试板外观
OSP5903(T) Flux: Kester985
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Competitor A
* Competitor A来自国际知名OSP厂商
回流焊3次后波峰焊试板外观
OSP5903(T) Flux: RF800T
PCB厂家pcb表面处理有哪些工艺-华强pcb
PCB厂家pcb表面处理有哪些工艺-华强pcb随着人类对于居住环境要求的不断提高，PCB生产过程中涉及到的环境问题也越来越受到关注。
尤其是铅和溴的话题是最热门的;PCB表面处理最基本的目的是保证良好的可焊性或电性能。
由于自然界的铜在空气中倾向于以氧化物的形式存在，不大可能长期保持为原铜，因此需要对铜进行其他处理。
现在有许多PCB表面处理工艺，常见的是热风整平、有机可焊性保护剂(OSP)、全板镀镍金、沉金、沉锡、沉银、化学镍钯金、电镀硬金这几种工艺，下面将逐一介绍1、热风整平(喷锡)热风整平工艺的一般流程为：微蚀→预热→涂覆助焊剂→喷锡→清洗。
热风整平又名热风焊料整平(俗称喷锡)，它是在PCB表面涂覆熔融锡(铅)焊料并用加热压缩空气整(吹)平的工艺，使其形成一层既抗铜氧化，又可提供良好的可焊性的涂覆层。
热风整平时焊料和铜在结合处形成铜锡金属间化合物。
PCB 进行热风整平时要沉在熔融的焊料中;风刀在焊料凝固之前吹平液态的焊料;风刀能够将铜面上焊料的弯月状最小化和阻止焊料桥接。
热风整平分为垂直式和水平式两种，一般认为水平式较好，主要是水平式热风整平镀层比较均匀，可实现自动化生产。
优点：较长的存储时间;PCB完成后，铜表面完全的润湿了(焊接前完全覆盖了锡);适合无铅焊接;工艺成熟、成本低、适合目视检查和电测缺点：不适合线绑定;因表面平整度问题，在SMT上也有局限;不适合接触开关设计。
喷锡时铜会溶解，并且板子经受一次高温。
特别厚或薄的板，喷锡有局限，生产操作不方便。
2、有机可焊性保护剂(OSP)一般流程为：脱脂-->微蚀-->酸洗-->纯水清洗-->有机涂覆-->清洗，过程控制相对其他表明处理工艺较为容易。
OSP是印刷电路板(PCB)铜箔表面处理的符合RoHS指令要求的一种工艺。
OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。
有机可焊性保护剂的现状与未来
Ｐ ｉ ｅ ｉ ｕ ｆｒ ｌ ｎ印制 电路信息 ｒ ｔｄＣ ｒ ｎＩ ｏｍａｉ ｎ ｃ ｎ ｏ
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时期 。
关键词
有机可焊性保护剂 ；无铅化焊接 ；表面涂 （ ） 镀 覆层
中图 分 类 号 ：Ｔ ４ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ — ０ ６（ ０ ８） １ ０ ４ — ４ Ｎ１ Ｏ ９ ０ ９ ２ ０ １— ０ ４ ０
Ｔｈ ｅ ｅ ｔ ｎ ｔ ｒ ｆ ｇ ｎ ｃＳ ｌ ｅ ａ ｉ ｔ ｅ ｅ Ｖ ｔ ｅ ｅＰｒ ｓ ｎ ｄ Ｆｕ ｕ ｅ０ ａ Ｏｒ ａ ｉ ０ ｄ ｒ ｂ ｌ ｙＰｒ ｓ ｒ ａ ｉ ｉ Ｖ
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有 机 可 焊性 保 护剂 的现 状 与 未来
osp简介及应用
OSP 简介制作者：张传义OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文亦称之Preflux。
简单地说，OSP就是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一层有机皮膜。
这层膜具有防氧化，耐热冲击，耐湿性，用以保护铜表面于常态环境中不再继续生锈（氧化或硫化等）；但在后续的焊接高温中，此种保护膜又必须很容易被助焊剂所迅速清除，如此方可使露出的干净铜表面得以在极短的时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
1．OSP焊盘的优缺点OSP具备许多好处，例如平整面好，和焊盘的铜之间没有IMC形成，允许焊接时焊料和铜直接焊接（润湿性好），低温的加工工艺，成本低（可低于HASL），加工时的能源使用少等等。
OSP技术早期在日本十分受欢迎，有约4成的单面板使用这种技术，而双面板也有近3成使用它。
在美国，OSP技术也在1997年起激增，从199 7以前的约10%用量增加到1999年的35%。
OSP当然也有它不足之处，例如实际配方种类多，性能不一。
OSP工艺的不足之处是所形成的保护膜极薄，易于划伤（或擦伤），贮藏和运输过程中必须要精心操作。
同时，经过多次高温焊接过程的OSP膜（指未焊接的连接盘上OSP膜）会发生变色或裂缝，影响可焊性和可靠性。
锡膏印刷工艺要掌握得好，因为印刷不良的板不能使用IPA等进行清洗，会损害OSP层。
透明和非金属的OSP层厚度也不容易测量，透明性对涂层的覆盖面程度也不容易看出，所以供应商对这些方面的质量稳定性较难评估。
OSP技术在焊盘的Cu和焊料的Sn之间没有其它材料的IMC隔离，在无铅技术中，含Sn量高的焊点中的SnCu增长很快，影响焊点的可靠性。
OSP俗称抗氧化板或防氧化板,也属于无铅工艺.OSP工艺在20世纪90年代开始运用，它是将裸露的印制板浸入一种水溶液中，通过化学反应在铜表面形成一层厚度为0.2-0.3um的憎水性的有机保护膜，这层膜能保护铜面避免氧化，保证焊接。
沉金,镀金,OSP,喷锡
沉金板与镀金板的区别1．为什么要用镀金板随着IC 的集成度越来越高，IC脚也越多越密。
而垂直喷锡工艺很难将成细的焊盘吹平整，这就给SMT的贴装带来了难度；另外喷锡板的待用寿命（shelf life）很短。
而镀金板正好解决了这些问题： 1对于表面贴装工艺,尤其对于0603及0402 超小型表贴,因为焊盘平整度直接关系到锡膏印制工序的质量,对后面的再流焊接质量起到决定性影响,所以,整板镀金在高密度和超小型表贴工艺中时常见到。
2在试制阶段,受元件采购等因素的影响往往不是板子来了马上就焊,而是经常要等上几个星期甚至个把月才用,镀金板的待用寿命(shelf life)比铅锡合。
金长很多倍所以大家都乐意采用.再说镀金PCB在度样阶段的成本与铅锡合金板相比相差无几。
但随着布线越来越密，线宽、间距已经到了3-4MIL，因此带来了金丝短路的问题；随着信号的频率越来越高，因趋肤效应造成信号在多镀层中传输的情况对信号质量的影响越明显。
（趋肤效应是指：高频的交流电，电流将趋向集中在导线的表面流动）2．为什么要用沉金板为解决镀金板的以上问题，采用沉金板的PCB主要有以下特点:1、因沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，沉金会呈金黄色较镀金来说更黄，客户更满意。
2、因沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，沉金较镀金来说更容易焊接，不会造成焊接不良，引起客户投诉。
3、因沉金板只有焊盘上有镍金，趋肤效应中信号的传输是在铜层不会对信号有影响。
4、因沉金较镀金来说晶体结构更致密，不易产成氧化。
5、因沉金板只有焊盘上有镍金，所以不会产成金丝造成微短。
6、因沉金板只有焊盘上有镍金，所以线路上的阻焊与铜层的结合更牢固。
7、工程在作补偿时不会对间距产生影响。
8、因沉金与镀金所形成的晶体结构不一样，其沉金板的应力更易控制，对有邦定的产品而言，更有利于邦定的加工。
同时也正因为沉金比镀金软，所以沉金板做金手指不耐磨。
9、沉金板的平整性与待用寿命与镀金板一样好。
各种基板材料的表面涂覆对高频信号损失的影响
＼ 詈 ｌ， 嘉 星
０１ ． ０３ ．Ｏ
＼ ＼
的接触电阻、 优良的储存寿命和好的湿润性。 镍 层将提供—个阻挡层 （ ａ ｉ ａｅ） Ｂ ｒｅ Ｌ ｙｒ 以消除铜 ｒｒ
与金的相互扩散。 ＮＧ Ｅ Ｉ 是采用—种相当复杂和 代价较高的化学工艺。 取决于Ｐ Ｂ Ｃ 的电气设计，
②焊料表面污染 ，如氧化等
存放在干燥环境中 ，防止氧化或 被污染
①表面不清洁 ， 粗化处理不 良 （２ 板面焊点露铜 ②阻焊剂残余物污染焊点 １）
③助焊 剂失 效
①更换前处理液或延长前处理时间 ②加强网印工序工艺控制 ， 修改后
返 工 ③ 更换助 焊剂
①镀铜层脆性大 ，延伸率小 （３ 金属ｆ 孑起泡 １） 匕Ｌ 或脱落（ 金属化 孔阚层断裂） ②孔 口镀层薄
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ｌ ｌ ｌ
这种涂覆层是不导电的，因而不能用于—般接 触导电功能的电路上 ，电信号是通过铜来传导
１ Ｏ
ｃ
的， 以Ｏ Ｐ 所 Ｓ 对高速信号传输的影响是很小的。 化学镀Ⅻ 浸金 （ Ｎ Ｇ） Ｅ Ｔ 是在整个铜 Ｅ 催化 而形成两层金属的涂覆层。顶层的金将提供低
说是可 以忽略不计的 ， 所以浸银是不明显地影
介 电常数 ４ ． ８±Ｏ２ ． 、 ５±０１ ２ ３ ． ． ２±０ ２ ． Ｏ
损 耗 因子 ０Ｏ ．２ 吸湿 性 能 ０２ ％ ．Ｏ
响高速信号传输的。 对于高密度电路设计和功 能性 的接触表面要求来说 ，浸银在平滑外貌
特性 Ｆ — Ｒ４ Ｒ一５ Ｆ ３ Ｏ Ｏ８ ｌ ０ ＯＯ ％ ２ ＴＹ ５ Ｌ 一 ０Ｏ ｏ ． ５ ０ ０Ｏ ％ ．２
涂覆层沉积是经过—种相对简单和代价不高水
PCB制程管控及审核重点
PCB制程管控及审核重点PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）作为电子设备的核心组件之一，其质量和性能直接影响着整个电子系统的稳定性和可靠性。
在 PCB 的生产过程中，制程管控和审核是确保产品质量的关键环节。
本文将详细探讨 PCB 制程管控及审核的重点，以帮助相关从业者更好地理解和把握这一重要领域。
一、PCB 制程管控的重要性PCB 制程管控旨在确保每个生产步骤都按照预定的规范和标准进行，从而生产出符合设计要求和质量标准的 PCB 产品。
有效的制程管控可以：1、提高产品质量：通过对各个制程环节的严格监控和控制，减少缺陷和误差的产生，提高 PCB 的成品率和可靠性。
2、降低生产成本：减少废品和返工，优化生产流程，提高生产效率，从而降低生产成本。
3、满足客户需求：确保 PCB 产品能够满足客户对性能、规格和交货期等方面的要求，提高客户满意度。
4、增强企业竞争力：优质的 PCB 产品有助于企业在市场竞争中脱颖而出，赢得更多的订单和市场份额。
二、PCB 制程管控的主要环节1、原材料管控覆铜板选择：根据 PCB 的性能要求和使用环境，选择合适的覆铜板类型（如 FR-4、铝基板等）、厚度和材质。
阻焊剂和油墨：确保阻焊剂和油墨的质量、颜色和耐腐蚀性符合要求。
化学药水：对蚀刻液、电镀液等化学药水进行定期检测和分析，保证其浓度和成分稳定。
2、内层制作图形转移：采用光刻或激光直接成像等技术，确保内层线路图形的精度和准确性。
蚀刻：控制蚀刻速度和蚀刻因子，避免过蚀或欠蚀，保证线路的线宽和间距符合设计要求。
内层检验：对内层线路进行自动光学检测（AOI）和人工目检，及时发现和修复缺陷。
3、压合层压参数：控制层压温度、压力和时间等参数，确保各层之间的结合力和平整度。
半固化片：选择合适的半固化片类型和厚度，保证 PCB 的厚度和介电性能。
压合后检验：检查压合后的 PCB 是否存在分层、气泡等缺陷。
4、钻孔钻孔参数：根据 PCB 的板厚、孔径和孔数等因素，设置合适的钻孔速度、转速和进刀量。
PCB表面处理技术
PCB表面处理技术目次1.SMT装配对PCB表面涂覆的要求2.PCB无铅化3.PCB表面处理方式3.1 、无铅热风整平3.2 、OSP3.3 、化学锡3.4 、化学银3.5 、电镀镍金3.6 、化镍金3.7 、小结4.六种表面涂覆层主要特征比较1.0、SMT装配对PCB表面涂覆的基本要求①符合法律法规要求。
（ROHS,中国ROHS）②可焊性：耐热，焊接温度，润湿，保存期。
③保护性：防氧化能力。
④可靠性：焊点的内应力，缺陷，寿命。
⑤成本：材料，设备，人力，废水处理，成品率。
⑥适用范围：同阻焊剂兼容，适合PCB品种（例如刚一挠板），无Pb。
⑦环保：易处理，无烟雾，污染性。
2. 0、PCB无铅化（1）、ROHS禁令：禁6种物质：Pb,Hg,Cr 6+(六价铬)，PBB（多溴联苯），PBDE（多溴联苯乙醚）。
其中一种就是铅。
（2）、铅的毒性：智力下降，失眠，恶梦，无力，腹胀痛，头痛，食欲不振。
典型有害影响：贫血，中枢神经系统紊乱。
（3）、何为无铅？·物质含量中的Pb≤1000ppm，即0.1％，为无铅。
·只要不是故意在焊料中加铅就应是无铅。
（4）、PCB厂向客户证明生产的PCB为无铅，应包含的内容。
·所用的板材符合ROHS。
·阻焊油墨符合ROHS。
·表面涂覆无铅。
替代：沉Ni/Au，沉Ag，沉Sn，OSP，无铅热风整平（喷锡）。
·生产的PCB经检测符合ROHS。
（5）、旧有的表面处理方式。
·热风整平铅锡： Pb：Sn=37:63，其熔点最低183℃；常用焊料Pb：Sn=40:60，熔融温度190℃。
·热熔铅锡：线路和焊盘及孔内镀铅锡（Pb：Sn=40：60），然后在甘油浴中热熔，线路侧面也得到保护，不露铜，不少军品至今仍使用。
·图形镀Ni/Au。
板子在图形线路上镀Ni/Au，镍金作抗蚀层。
蚀刻图形后，线路、孔、焊盘覆盖Ni/Au。
PCB技术革新-表面涂层
1驱动发展的动力随着电子产品信号传输向更高速化的发展，越来越强调形状因子（Form Factor）而增加复杂的设计。
同时，由于要符合RoHS和WEEE环境保护的条例与要求，也使PCB设计与生产增加了复杂性。
为了达到这个目的，使我们意识到，在P C B所有的类型和用于封装的最大可能性的一个领域，最佳的选择应该是挠性板和刚-挠性板，它是可以解决这个问题的。
采用下一代的电镀技术和表面镀（涂）覆化学，甚至采用老而可靠的表面镀（涂）覆层，都是可以满足这些要求与挑战的。
作为化学供应商应该善于把握这个机会，特别是电镀与导通孔填孔（Via-Fill）化学的综（结）合性技术，来满足这方面的要求。
如，酸性镀铜正面临着不均匀线簇和更高厚径比PCB的新挑战，更不用说用于HDI/BUM板的导通孔填孔的挑战了。
而表面涂（镀）覆层主要是要有新产品和更好的耐热性，以满足无铅焊接条件下高温组装的要求，保证这些焊点的可靠性。
关于孔金属化方面。
PCB采用去钻污/金属化孔是不可避免的，但是它如何跨越严厉的无铅焊接的高温加工的要求，必须与具有耐高温层压板、无铅焊料合金匹配共存呢？！用于挠性聚酰亚胺和刚-挠性板的理想金属化是何体系?目前所存在的金属化体系可胜任吗?是否需要有一种新的金属化体系?本文提供一个PCB加工的有效工艺化学的分类细目，它们可以满足今天大多数复杂PCB和封装的要求。
因为，当你进入了P C B拼搏的世界，你必须知道这些有效的工艺化学以及解决它和如何满足用户的需要。
2关于电镀方面为了满足新的市场需求，PCB制造商应努力定位于PCB制造过程中每个步骤的新的、先进的工艺才行。
通孔的金属化和酸性镀铜的结果必须严格地细查，因为它们是形成线簇和导通孔连接性，并用来传输信号的电子部件。
2.1钯金属化目前，已经引入了以钯吸附的新型金属化体系，克服化学镀铜与石墨等存在的缺点。
钯金属化不是现在才提出来的，但是新一代的钯金属化是不同的，因为新型钯金属化克服了上述的各个体系所有的缺点，因而是一种好的取代工艺。
有机可焊性保护剂(OSP)
又 称 耐 热预 焊 剂 （ｒｆ ｘ，俗 称 防氧 化剂 。是 通过 将 ｐｅｌ ） ｕ
１ 松香涂覆 ：成本低 ，可焊性优 良，但 与后助 ） 焊剂、焊膏兼容性较差 ，残余物较 多，生产工艺环保 性较差 ，主要用于单面板生产。 ２ 喷锡（Ａ ） ） Ｈ Ｌ：成本低 ，可焊性较好 ，共面性差
（ Ｐ Ｂ Ａ） 作 温度 高 ，操作 环境 差 ，含 有重 金 ＱＦ 、 Ｇ ，操
属铅 Ｐ 。 ｂ
裸 铜 印制板 浸入 一种 水溶液 中 ，通过 化学 反应 在铜 表
面形成一层厚度Ｏ 一 ． ｍ的憎水性的有机保护膜 ， ． Ｏｕ ２ ５
这层 膜 能保 护铜表 面 避免氧 化 ，有助 焊功 能 ，对 各种 焊 剂兼 容并 能承 受三 次 以上 的热 ，随着 印制板 环 中击 保 要求 的 日益提 高 ，ＯＳ 数 年来 的应 用也 日益广 泛 ， Ｐ
５ 化 学 沉 锡 ：含 硫 脲 ，易攻 击 阻 焊 油 ，量产 工 ） 艺不成 熟。
该工 艺原理 ：
ＯＳ 技 术 的 实质 和 关 键 是 在 “ Ｐ Ｐ ＯＳ 药液 ” 工 位
时 ，该槽液中能提供少量Ｃ ｕ 离子 ，同时，Ｏ Ｐ Ｓ 在酸 性液中能离解。这样经前处理的Ｐ Ｂ Ｃ 进入Ｏ Ｐ Ｓ 槽液 中
时 ， Ｐ Ｂ 裸 铜 （ 焊 盘 或 通 孔 等 ） 面 形 成 Ｃ ＋即 Ｃ 的 如 表 ｕ（
６ Ｏ Ｐ有机防氧化剂） ） Ｓ（ ：成本低、流程简单、可 焊性优异、共面性好、操作环境好、能耐三次焊接，
但膜 薄 易擦花。 随 着表 面贴 装技 术 （ＭＴ的广 泛应 用 及 无铅焊 接 Ｓ ） 提 上 日程 ，传统 的热 风整平 （ 喷锡） 工艺 因存在 焊盘 不 平 整 、高温 易产 生翘 曲、细 间距 导线 易桥 接短路 、存 在 重金 属铅 等等越 来越 不 适应需 求 了 ，将逐 渐退 出历 史 舞 台 ， 另 外几 种 涂 覆 方式 如 化学 沉 镍 金 、化 学 沉
OSP工艺
• 1.OSP主要成分浓度：烷基苯并咪唑或类似成分 （咪唑类）是OSP药液中的主成分，其浓度高低 是决定OSP膜厚的根本所在。 • 2.有机酸：有机酸的加入可以增加烷基苯并 咪唑在水溶液中的溶解度。促进络合保护膜的形 成。而用量过多反而会使沉积在铜表面上的保护 膜溶解，因而控制有机酸的加入值（即PH值）是 至关重要的。PH值过高时，烷基苯并咪唑的溶解 度降低，有油状物析出，对浸涂不利。PH值控制 合理就可得到致密、均匀、厚度适中的络合膜。 而PH 值过低，则因络合膜溶解度增加，可使沉 积在铜上的络合物溶解而不能形成要求厚度的膜。
• 经工艺的测算，除油、微蚀槽及水溶性助焊剂浸 涂槽的三个槽的比例控制在1：1：2.5。如果浸涂 槽太长，在一定的传送速度下，通过除油、微蚀 槽的时间相对会缩短，将会影响成膜的质量。 • 风力和烘干系统对成膜的均匀性、厚度有很大影 响，要求浸涂的有机可焊保护剂（OSP)后的吹干 段能够将多余的残液吹尽，否则后续的纯水将带 走板面上多余的残液，而使此处的涂覆层偏薄， 致使外观不均匀。 • 另外浸涂前段吹干是非常重要的。水份带入浸涂 液易造成成膜的减薄。吹风的冷风易造成成膜液 温度的下降，吹干的风太热易造成进料段的结晶。 由此，风力和烘干系统的控制调整十分重要。
• 3、成膜液有效物浓度的测定方法 a、工作液1.0ml，用去离子水稀释至 500ml，混匀； b、在751分光光度计上，于269 1nm用去 离子水作参比，校零； c、换a步骤的溶液，测定吸光度A； d、计算：有效物浓度（%）=280 X A
• 4、成膜厚度测试方法 a、将一片40mm X 50mm的单面裸铜板与生产 板一起在OSP生产线上处理； b、将已处理的板放在一干净的250ml烧杯中； c、用移液管取50ml5%的盐酸液，放入烧杯，轻 摇烧杯，三分钟后将板拿出； d、用5%的盐酸校零，在751G分光光度计上， 于269.1nm处测吸光度； e、再以c步骤准备的液体更换，读取在170nm处 的吸光度A； f、计算：膜厚（微米）=0.7 X A
OSP在印刷电路板的应用
OSP在印刷电路板的应用关键词| 表面处理，节约，环保，成本，稳定，OSP在社会高速发展的今天，环境保护要求电路板行业减少污染，而按照传统的工艺，如：喷锡(又名：热风整平)。
在2005年之前，是有铅时代，当时常用6337的铅锡进行加工电路板，大家知道，铅是一种有害的物质，对水质和气体都有不同程度的影响。
从2006年开始，各终端客户及政府的要求下，改变为无铅(用锡银铜或锡铜作为焊接的原料)，此工艺对环境的影响减少，但成本无形中增加了不少，且银和铜都为重金属。
为降低成本，保护环境，OSP的应用将成为一种趋势。
一、认识OSP1. OSP是一组英文缩写：Organic Solderability Preservative)，称为有机可焊性保护剂，又称为耐热预焊剂，在电路板业界中，称为防氧化剂。
2. OSP的组成：一般的成份为：烷基苯并咪唑，有机酸，氯化铜及去离子水等。
二、OSP的优点1. 热稳定性，在与同样为表面处理剂的FLUX比较时，发现OSP二次加热235℃后，表面无氧化现象，保护膜未被破坏。
分别取OSP的样本及FLUX的样本两个，同时放入60℃，90％的恒温恒湿箱中，一周后，OSP的样本无明显变化，而FULX的样本表面，出现黄色小点，即被加热后氧化。
2. 管理简单性，OSP的工艺比较简单，也容易操作，客户端可以使用任何一种焊接方式对其进行加工，不需要特殊处理；在电路生产时，不必考虑表面均匀性的问题，也不必为其药液的浓度担心，简单方便的管理方式，防呆的作业方法。
3. 低成本，因其只与裸铜部分进行反应，形成无粘性、薄且均匀的保护膜，所以每平方米的成本低于其它的表面处理剂，可以说是所有表面处理工艺中，比较便宜的一种。
4. 减少污染，OSP中不含有直接影响环境的有害物质，如：铅及铅化合物，溴及溴化合物等，在自动生产线上，工作环境良好，设备要求不高。
5. 下游厂商方便组装，采用OSP进行表面处理，表面平整，印刷锡膏或粘贴SMD元件时，减少零件的偏移，同时降低SMD焊点空焊的机率。
OSP护铜资料
GLICOAT TM – SMD F2(LX)可焊性有机铜面保护剂（OSP）一．简介市场上大多数OSP产品所形成的有机涂层往往在金面上会有一些残留物。
制作SIMM/DIMM PWB时，为避免产生这类残留，一般采用胶纸或可剥离蓝胶覆盖金面进行OSP处理，但是其后手工剥离这些覆盖物又会产生许多问题。
GLICOAT TM-SMD F2(LX)乃专为处理有金镀层的线路板进行OSP工艺而设计，该产品在线路板金面不会沉积OSP涂层，仅于铜面沉积。
GLICOAT TM-SMD F2(LX)通过一种替代咪唑(1,3-二氮杂茂)衍生物的活性组分与金属铜表面发生的化学反应，在PCB的线路和通孔等焊接位置会形成均质、极薄、透明的有机涂覆层.该涂覆层具有优良的耐热性，能适用不洁助焊剂和锡膏及无铅焊料。
其最大的特点，是直接处理有金镀层的线路板而不会对镀金表面有影响。
因此，它可作为热风整平和其他金属化表面处理的替代工艺用于许多表面贴装技术。
二．特点1．具有良好的耐热性，可经受多次热循环。
2．金面不会沉积OSP涂层，仅于铜面沉积。
3．具有与不洁助焊剂和锡膏的良好适应性。
甚至在多次热循环后。
在线路板通孔焊接性能和SMT焊垫上焊锡延伸性能方面令人满意。
4．具有良好的抗潮性。
经处理后，大约一年内可防止铜面氧化。
5．在铜面上形成无粘性，极薄和均质有机涂层。
6．由于是化学反应过程，在阻焊油、碳浆和除了铜以外的多数金属物质的表面上都不会有涂覆层和残留物（即离子污染很少），所以能用于免洗制程。
7．由于是水溶性弱醋酸基溶液，不含其他溶剂，所以它不仅环保，而且腐蚀性比甲酸基溶液弱。
8．本制程在化学反应活性和加热方面的操作条件都很温和，不会有类似热风整平和化学镍金那样对阻焊油墨造成甩油之类的破坏。
9．与热风整平相比，减少了阻焊油表面锡珠的问题。
10．与电镀镍金相比，具有更好的焊锡连接强度。
三．物理性质外观浅黄色透明水溶液PH 3.85比重（20℃） 1.0气味弱醋酸气味其他无UN/IATI管制中规定的危险性四．处理过程GLICOAT-SMDF2(LX))处理的典型过程和各步骤的评述如下。
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“无铅化”使用的表面涂（镀）覆层比较
有机可焊性保护剂（OSP）的未来
主要性能比较
பைடு நூலகம்
应用市场情况比较
有机可焊性保护剂（OSP） “无铅化”使用的表面涂（镀）覆层类型 “无铅化”使用的表面涂（镀）覆层比较 有机可焊性保护剂（OSP）的未来
咪唑类（或苯 并三氮唑， BTA）
烷基咪唑类 （I A ）
苯并咪唑类 （BIA）
烷基苯并咪唑 类（SBA）
烷基苯基 咪唑类 （APA）
烷基苯基咪唑类的HT-OSP优点
在基本要求方面性能更优良； 生产过程最简单和稳定； 返工/ 存储过期处理最简单而容易； 在所有表面涂（镀）覆层中成本最低。
《有机可焊性保护剂的现状与未来》 林金堵 中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1009-0096 （2008）11-0044-04 《取代表面涂（镀）覆而改进的有机可焊性保护剂》丁志廉 印制电路信息2005 No.1
“无铅化”使用的表面涂（镀）覆层比较 有机可焊性保护剂（OSP）的未来
热风焊料整平（H A S L ） 化学镀镍/ 浸金（ENIG） 化学镀锡 化学镀银 有机可焊性保护剂（OSP ） 化学镍/ 钯/ 金（ENEPIG） 有机金属纳米材料（OMN）
有机可焊性保护剂（OSP） “无铅化”的表面涂（镀）覆层类型
发展阶段
咪唑类（或苯 并三氮唑， BTA）
烷基咪唑类 （I A ）
苯并咪唑类 （BIA）
烷基苯并咪唑
类（SBA）
烷基苯基咪唑 类（APA）
实质：早期松香型助焊剂的延续、深化与发展 核心：不断提高耐热性问题
特性
保护性
耐热性 可焊性
有机可焊性保护剂（OSP）
“无铅化”使用的表面涂（镀）覆层类型
有机可焊性保护剂（OSP） “无铅化”使用的表面涂（镀）覆层类型 “无铅化”使用的表面涂（镀）覆层比较 有机可焊性保护剂（OSP）的未来
有机可焊性保护剂（OSP）
“无铅化”使用的表面涂（镀）覆层类型 “无铅化”使用的表面涂（镀）覆层比较 有机可焊性保护剂（OSP）的未来