涂覆有机可焊保护剂OSP工艺的应用
OSP工序工--艺培训教材
OSP工序工艺培训教材一、OSP简介1.1OSP的基本概念OSP是ORGANICSOLDERABILITYPRESERVA--TIVES（可焊性有机防氧化保护膜）的缩写。
目前我司使用的是四国化成的GLICOAT TM-SMDF2（简称F2）系列，F2以咪唑类有机化合物为主。
保护膜是利用此类化合物分子结构中的杂环上的N与焊接位置的铜面发生反应而形成，并非简单的物理涂覆过程。
所以，保护膜的形成有很好的选择性。
1.2OSP保护膜的作用在完成印制板的全部制作过程之后和在焊接元器件之前保护印制板焊接部位的铜面不受污染和氧化，保持良好的可焊性。
二、OSP工艺流程及原理2.1工艺流程投板→除油→二级水洗→微蚀→DI水洗→加压水洗→酸洗→二级DI水洗→吸干→冷、强风吹干→抗氧化→三级DI水洗→吸干→强风、热风吹干→检查→收板2.2工艺原理印制板通过除油除去油脂及有机物，在进入微蚀缸，微蚀利用氧化还原反应清除铜表面的氧化物，同时把铜面微粗化，提高与膜的结合力。
最后进入抗氧化缸，抗氧化缸的F2以咪唑类有机化合物为主。
保护膜是利用此类化合物分子结构中的杂环上的N与焊接位置的铜面发生反应而形成，并非简单的物理涂覆过程。
三、OSP各种物料的作用本制程目前需要用到的物料有：YT-33微蚀剂，GLICOAT TM-SMDF2原液，补充剂A、#100稀释剂、#500浓缩液、冰醋酸等。
3.1Glicoat-SMDF2原液用于开缸和正常条件下的液位补充。
是几种物料中各种化学成分最齐全的溶液。
除了有100%左右浓度的成膜物质活性组份之外，还有维持缸液正常工作状态所需要的各种添加剂。
开缸和补料时都是直接使用原液，毋需兑水。
但是开缸时要添加1-2%的补充剂A，才能在铜面生成保护膜。
在连续生产条件下，本物料的参考消耗量是7L/KSF左右。
3.2补充剂A是一种加快成膜速度的添加剂，对保护膜厚度的控制有非常重要的影响。
在各种控制参数都符合要求的情况下，它的含量越高，形成的保护膜就越厚。
OSP工序工--艺培训教材
OSP工序工艺培训教材一、OSP简介1.1OSP的基本概念OSP是ORGANICSOLDERABILITYPRESERVA--TIVE（S可焊性有机防氧化保护膜）的缩写。
目前我司使用的是四国化成的GLICOA T T M- SMD F2（简称F2）系列，F2以咪唑类有机化合物为主。
保护膜是利用此类化合物分子结构中的杂环上的N与焊接位置的铜面发生反应而形成，并非简单的物理涂覆过程。
所以，保护膜的形成有很好的选择性。
1.2OSP保护膜的作用在完成印制板的全部制作过程之后和在焊接元器件之前保护印制板焊接部位的铜面不受污染和氧化，保持良好的可焊性。
二、OSP工艺流程及原理2.1工艺流程投板→除油→二级水洗→微蚀→DI水洗→加压水洗→酸洗→二级DI水洗→吸干→冷、强风吹干→抗氧化→三级DI水洗→吸干→强风、热风吹干→检查→收板2.2工艺原理印制板通过除油除去油脂及有机物，在进入微蚀缸，微蚀利用氧化还原反应清除铜表面的氧化物，同时把铜面微粗化，提高与膜的结合力。
最后进入抗氧化缸，抗氧化缸的F2以咪唑类有机化合物为主。
保护膜是利用此类化合物分子结构中的杂环上的N与焊接位置的铜面发生反应而形成，并非简单的物理涂覆过程。
三、OSP各种物料的作用本制程目前需要用到的物料有：YT-33微蚀剂，GLICOA T T M-SMDF2原液，补充剂A、#100稀释剂、#500浓缩液、冰醋酸等。
3.1Glicoat-SMD F2原液用于开缸和正常条件下的液位补充。
是几种物料中各种化学成分最齐全的溶液。
除了有100%左右浓度的成膜物质活性组份之外，还有维持缸液正常工作状态所需要的各种添加剂。
开缸和补料时都是直接使用原液，毋需兑水。
但是开缸时要添加1-2%的补充剂A，才能在铜面生成保护膜。
在连续生产条件下，本物料的参考消耗量是7L/KSF左右。
3.2补充剂A是一种加快成膜速度的添加剂，对保护膜厚度的控制有非常重要的影响。
在各种控制参数都符合要求的情况下，它的含量越高，形成的保护膜就越厚。
浅析OSP工艺在PCB中的应用
浅析OSP工艺在PCB中的应用作者：熊宇王家波来源：《科学导报·学术》2020年第16期摘 ;要：抗氧化表面处理是在铜面上形成一层有机保护的可焊膜层，在加工过程中，容易出现膜面发黑及贾凡尼效应等不良问题。
本文对主流的抗氧化工艺进行了介绍，对OSP工艺的特点和工艺流程进行了较为详细的分析，并对OSP板件焊后变色机理进行了深入探讨，具有一定的借鉴价值。
关键词：OSP;PCB;热风整平1 PCB抗氧化工艺综述在印制板制作的后期阶段，已成型的板面的焊盘易氧化，从而导致焊盘上锡不良，不能形成牢固的焊点，出现虚焊，焊锡不饱满等现象。
通常的做法有物理和化学两种工艺，经过处理后的印制板能很好地弥补以上出现的缺陷。
主要的工艺方法包括：a）松香涂覆工艺工艺实质是在经过酸洗磨板烘干后板面均匀地涂上一层松香，松香分布在整个板面上，从而与空气中的氧隔离，起到防氧化的作用。
b）电化学工艺该工艺是在印制板面电镀一层不易氧化耐磨损的重金属，如镀金镀银等。
c）表面钝化工艺该工艺就是在铜表面形成一层致密的氧化膜，这层膜能阻止铜面继续氧化，也起到保护铜面的目的，适合中处理。
d）替代氧化工艺该工艺是在铜面涂上一层比铜更活拨的物质，当空气中的氧接近基板表面时，该物质首先被氧化，电子转移到已氧铜上，已氧铜获得电子被还原，从而起到防氧化的目的，也适合中处理，如三氧化铬。
e）OSP工艺OSP（有机保焊膜，又称抗氧化表面处理）是PCB符合RoHS指令要求的表面处理工艺。
OSP就工艺可简单描述为在铜面上，以化学的方法“长出”一层有机膜层，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）。
在后续的焊接高温中，此层保护膜必须很容易被助焊剂所迅速清除，方可使露出的干净铜面在极短时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
2 OSP工艺简介OSP有机保护膜是一种新型环保的有机保护膜剂，较热风整平工艺有更好的平整度和翘曲度，可以完全取代热风整平工艺及松香工艺更适合电子工艺中SMT技术发展及环保方面的要求。
SMT OSP工艺
Yangser
20200821001
保焊劑生成之三階段
1. 护铜性化学品溶液先在铜面上扩散形 成皮膜.
2. 銅面吸收上述反應物. 3. 出現化學反應.
Yangser
20200821001
保焊剂沉积基本原理
* 沉积基本原理 1.与表面金属铜产生络合反应. 2.形成有机物 - 金属键(约1500AO 厚,0.15微米) 硬度可达5H以上 3.在BENZIMIDAZOLE上加厚至要求厚度.
● 是热风平整(HAL)及金属表面之替代技术.
Yangser
20200821001
ENTEK PLUS CU-106A
事实上Entek之所以能够让铜面抗氧化而不锈， 除了皮膜厚度的保护外,结构式胺环上的炼状衍生物 “R Group”,也决定了皮膜的保护能力与防止氧气渗透 的功效。不过但此层皮膜却与各种助焊剂遭遇时， 却仍可保持其等应有的活性，换句话说此种皮膜仍 可被助焊剂所清除，进而使清洁的铜面展现其良好
印刷电路板铜面有机 保焊剂(OSP)介绍
ENTEK PLUS CU-106A
有机保焊剂(OrganicSolderabilityPreservatives;OSP) (OrganicSurfaceProtectant;OSP)
Yangser
20200821001
一、前言
业界俗称的 Entek是指美商 Enthone公司近年来所提供 一种“有机护铜剂”之湿制程技术,目前正式的商品名称是 Entek Plus CU-106A。事实上这就是“有机保焊 剂”(Organic Solderability Preservatives;OSP)各类商品的一 种(其余如欧洲流行的 Shercoat，以及日本流行的 Cucoat 等)，是绿漆后裸铜待焊面上经涂布处理，所长成的一层有 机铜错化物的棕色皮膜，电路板制程分类法将其归之为表 面终饰 Final Finish。
osp工艺技术
osp工艺技术OSP工艺技术（Organic Solderability Preservative，有机焊接保护剂）是一种常用的表面处理技术，用于保护印刷电路板（PCB）表面的焊接垫面。
它是一种有机材料，可提供良好的焊接性能，防止氧化、腐蚀等问题。
OSP工艺技术主要分为四个步骤：清洁、活化、形成保护层和精整。
首先，清洁工艺将去除PCB表面的杂质和油脂，以确保焊接垫面的平整度和干净度。
接下来是活化步骤，目的是使PCB表面活化，并提高与保护层的附着力。
活化剂通常含有有机酸和界面活性剂。
第三步是形成保护层，通过浸入保护剂中使其吸附在PCB表面，形成一层有机保护膜。
最后的精整步骤则是通过高温烘烤来固化保护层，保证其稳定性和抗氧化性。
OSP工艺技术具有许多优势。
首先，它能够提供均匀的保护层，并且在焊接过程中容易脱除，不会产生焊渣和气泡。
其次，OSP工艺技术无需使用有害物质，符合环保要求，同时也减少了成本。
此外，它具有较低的处理温度，对PCB的热影响小，不会导致板材变形。
这使得OSP工艺技术成为高密度电子器件制造中的一种理想选择。
然而，OSP工艺技术也存在一些限制。
首先，保护层的厚度难以控制，对焊接工艺的要求较高。
其次，由于保护层相对较薄，不具备很强的耐蚀性，容易受到湿环境的影响，因此在湿度较高的环境下，需要采取额外的防护措施。
此外，OSP工艺技术对电化学镀金属层的焊接性能较差。
在实际应用中，选择合适的OSP保护剂和工艺参数对于确保焊接质量至关重要。
不同的电子产品对焊接性能的要求有所不同，因此需要根据具体情况进行调整。
此外，在PCB制造过程中，合理的工艺流程和严格的质量控制也是确保OSP工艺技术有效的关键。
总之，OSP工艺技术是一种常用的表面处理技术，能够有效地保护PCB表面的焊接垫面。
它具有许多优点，如环保、成本低、热影响小等。
但同时也存在一些限制，需要合理选择保护剂和工艺参数，以满足不同产品的要求。
通过合理的工艺流程和质量控制，可以确保OSP工艺技术的有效应用，提高电子产品的质量和可靠性。
OSP是什么？
OSP是什么？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。
简单的说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时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
其实OSP并非新技术，它实际上已经有超过35年，比SMT历史还长。
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1997以前的约10%用量增加到1999年的35%。
OSP有三大类的材料：松香类（Rosin），活性树脂类（Active Resin）和唑类（Azole）。
目前使用最广的是唑类OSP。
唑类OSP已经经过了约5代的改善,这五代分别名为BTA，IA，BIA，SBA和最新的APA。
早期的BTA类对湿度敏感，库存寿命很短（3个月），不能承受多次加热，而且需要较强的焊剂，所以性能不是很好。
一直到70年代有日本开发的第三代BIA类OSP后才有较显著的改善。
美国市场也在80年代开始采用这类OSP，同时被正在发展的SMT所接受。
不过BIA的耐热性仍然是个弱点。
目前仍然有供应商提供BIA类的OSP，但逐渐在为新一代的SBA所取代。
SBA是1997年的研发成果，有美国IBM推出而后得到在OSP技术上享有盛名的日本“四国化学”公司的改善。
在保护性和耐热性有显著的加强。
其耐热性已经可以承受3次的回流处理（但多次加热后需要较强的焊剂）。
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。
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
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P CB 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P CB中的占有率逐步降低下来，但是，目前HAL在P CB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PC B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。
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S n/Pb合金层，甚至会形成粗糙不平或沙石状的表面。
有机保焊剂OSP的选择
有机保焊剂OSP的选择对SMT/SMD的影响发表时间：2007-4-9PCB板的最终表面处理的主要选择有：OSP有机保焊剂、化学锡、化学银、化学镍金、无铅喷锡、松香涂布。
松香涂布将随着环保要求的进一步提高而逐渐被前面五种淘汰。
比较这五种主流的表面处理方式，OSP以其低廉成本的优势而获得极大的市场分额。
OSP有机保焊剂，又叫水溶性有机预焊剂，国内更流行的称呼是铜面抗氧化剂，是一种无铅、水溶性、环保的产品。
其通过选择性地在PCB板的新鲜铜表面沉积一层有机保焊膜，避免了PCB板在SMT/SMD 之前的铜面氧化而引起上锡不良。
该有机膜在SMT/SMD过程中会被助焊剂溶解掉，新鲜铜面随着露了出来，金属锡轻而易举在铜表面展开并结合。
OSP处理的PCB板表面平整，是非常利于锡的展开。
因为OSP的良好前景，因此各大PCB药水商多会有商品化的OSP药水。
行业内知名的有日商shikoku的F2系列、sanwa的CuCcoat GV、Tamura的WPF-21、美商Enthone-OMI的Cu-106A系列，国内也有一些PCB药水供应商可以提供商品化的OSP药水.OSP的主要流程为：除油/除脂、磨刷、微蚀、OSP膜沉积。
OSP的前工序对于OSP膜沉积有很重要的影响，前处理不好将会导致OSP膜沉积效果变差甚至OSP膜无法沉积。
微蚀剂的不同选择对OSP膜的外观颜色有直接影响，因为OSP膜本身是相对透明的。
主流的微蚀剂中硫酸-双氧水微蚀的铜面较为光滑平整因而PCB板经过OSP处理后颜色为浅红色，而过硫酸盐微蚀的铜面较为粗糙因而PCB板经过OSP处理后颜色为相对的深红色。
为了保证PCB/HDI板在经过三次以上的高温回流焊后OSP膜仍能保护铜面不氧化并能维持良好的可焊性，OSP药水分为一般型和耐高温型（含选化板型，含金面板可使金面不变色）。
一般而言，生产单面板和简单双面板（不含贴片位）的选择一般型即可。
而生产多层板的就必须选用耐高温型，因为一般型耐不住三次回流焊的高温冲击在上锡之前已经氧化，导致可焊性变差而引起很多焊盘或通孔根本上不了锡。
osp工艺的原理和工艺流程
osp工艺的原理和工艺流程
答案：
OSP工艺的原理和工艺流程主要涉及在电路板表面形成一层有机保护膜，以保护电路板表面金属，防止氧化和腐蚀，同时提高电路板的焊接性能。
这一工艺特别适用于需要高频更换或对焊接质量要求较高的应用场景。
OSP工艺的原理基于在电路板铜表面上形成一层有机膜，这层膜能够牢固地保护新鲜铜表面，不仅能在常温下防氧化和污染，而且在高温下也能保持这种保护作用。
OSP膜的厚度一般控制在0.2-0.5微米，以确保其保护效果和焊接时的润湿性。
这种工艺的特点包括平整面好、加工温度低、成本低等，使得它在经济和实用性方面具有优势。
OSP工艺的流程大致如下：
清洗PCB表面：去除PCB表面的污垢和油脂，保证PCB表面的干燥和清洁。
沉积OSP涂料：在PCB表面清洗干净并干燥后，将OSP涂料喷涂或浸涂到PCB表面，控制好涂料的浓度和涂料层厚度，以确保PCB表面能够形成一层均匀的有机保护膜。
烘干OSP涂料：将PCB板材放入烤箱中进行烘干，控制好烘干温度和时间，以确保OSP涂料能够充分干燥，并形成一层均匀的保护膜。
检查和测试PCB板材：完成上述步骤后，对PCB板材进行检查和测试，确保其质量和性能符合要求。
此外，OSP工艺的处理过程还包括使用有机酸、氮化合物等化学品混合而成的保护层，这些化学品包括有机酸（如乙酸、丙酸）和氮化合物（如硝酸、亚硝酸），以及其他添加剂（如表面活性剂、防氧化剂），以增加涂覆剂的稳定性和耐久性。
整个处理过程旨在形成一层轻薄的保护层，防止氧化和腐蚀，同时提高焊接性能。
PCB 表面处理之铜面OSP有机保焊剂
PCB 表面处理之铜面OSP有机保焊剂
我们通常说铜面OSP指的是有机保焊膜，行业内也成为护铜剂。
本质目的还是PCB板焊点的保护。
同样使用化学方法，在PCB焊点上形成一层有机保护膜，这个膜能能有效阻止铜被氧化，但是要求在焊接元器件的时候，这层膜又很容易被去掉。
这个就是OSP的作用，但是这个膜的厚薄，和有效性能都和化学药水有很大关系。
OSP有三大类的材料：松香类，活性树脂类和唑类。
目前使用最广的是唑类OSP。
OSP的流程为：除油—二级水洗—微蚀—二级水洗—酸洗—DI水洗—成膜风干—DI 水洗—干燥，相对其他表面处理工艺而言，较为容易。
OSP的特性：
低成本表面处理技术
均匀的保护膜，提供最平坦的焊垫表面
较低的表面离子污染度
只在铜面上形成皮膜
耐热性优异,经多次回焊处理后仍有极佳的焊锡性
优异的耐湿性，具有一年的保护铜能力
兼容于无铅化SMT 制程
兼容于免洗型SMT 制程
非挥发性溶剂之水溶性溶液，安全性高低温操作，增加电路板结构稳定性
化学性质温和、不攻击防焊绿漆。
OSP IPC标准
OSP IPC标准OSP（Organic Solderability Preservatives）是指有机防焊剂，是一种表面处理技术，用于PCB（Printed Circuit Board）的防腐蚀和防氧化。
IPC（Association Connecting Electronics Industries）是国际电子电气行业协会，制定了一系列的标准，其中包括了OSP IPC标准。
本文将对OSP IPC标准进行详细介绍，以便于大家更好地了解和应用这一标准。
首先，OSP IPC标准主要包括了对OSP工艺的要求和检验方法。
在OSP工艺要求方面，IPC标准对基材表面的清洁度、表面粗糙度、阻焊剂的均匀性、防焊剂的覆盖率等方面都做出了详细的规定，以确保PCB表面的质量和可焊性。
同时，IPC标准还规定了OSP工艺的加工参数，如防焊剂的配方、温度、时间等，以保证工艺的稳定性和可控性。
此外，IPC标准还对OSP工艺的环境要求、设备要求等方面作出了规定，以确保工艺的可靠性和稳定性。
其次，IPC标准还对OSP工艺的检验方法进行了详细的规定。
在检验方法方面，IPC标准规定了对PCB表面粗糙度的测量方法、防焊剂的均匀性检验方法、防焊剂的覆盖率检验方法等，以确保工艺的合格性。
同时，IPC标准还规定了对OSP工艺的质量控制方法，如对防焊剂的配方、加工参数等进行监控和调整，以保证工艺的稳定性和可控性。
此外，IPC标准还规定了对PCB表面可焊性的检验方法，以确保PCB表面的可焊性符合要求。
最后，IPC标准还对OSP工艺的质量管理进行了规定。
在质量管理方面，IPC标准规定了对OSP工艺的过程控制和质量控制要求，如对防焊剂的配方、加工参数等进行记录和归档，以便于追溯和分析。
同时，IPC标准还规定了对OSP工艺的异常处理和改进措施，如对出现的质量问题进行分析和改进，以提高工艺的稳定性和可靠性。
此外，IPC标准还规定了对OSP工艺的持续改进要求，如对工艺参数、设备性能等进行不断优化，以提高工艺的质量和效率。
OSP工艺和SMT_用指南
OSP工艺和SMT应用指南湖州生力电子有限公司沈新海摘要：本文简单介绍了OSP PCB的生产工艺和优缺点，提供了我司在OSP PCB SMT工艺中应用指导。
关键词：OSP PCB SMT 无铅工艺随着人们对电子产品的轻、薄、短、小型化、多功能化方向发展，印制线路板向着高精密度、薄型化、多层化、小孔化方向发展，尤其是SMT的迅猛发展，从而使SMT用高密度薄板（如IC卡、移动电话、笔记本电脑、调谐器等印制板）不断发展，使得热风整平工艺愈来愈不适应上述要求。
同时热风整平工艺使用的Sn-Pb焊料也不符合环保要求，随着2006年7月1日欧盟RoHS指令的正式实施，业界急需寻求PCB表面处理的无铅替代方式，最普遍的是有机焊料防护(OSP)、无电镀镍金沉浸(ENIG)、银沉浸以及锡沉浸。
下图是常见的几种PCB表面处理方式热风整平（Sn-Pb HASL）、浸Ag、浸S n、OSP、无电镀镍浸金（ENIG）的性能比较，其中后4种适用于无铅工艺。
可以看出OSP的工艺简单、成本低，所以越来越受到业界的欢迎。
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。
简单的说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时间内与熔融焊锡立即结合成为牢固的焊点。
其实OSP并非新技术，它实际上已经有超过35年，比SMT历史还长。
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。
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。
印刷电路板有机保护焊剂OSP介绍
但當板面已有金手指或其他局部金面時，則經過 OSP(Entek)流程 後,該等鍍金表面上也會生長出一層薄淺棕色的異常皮膜，不過在 走過IR reflow 後此淺棕色的異常皮膜會被去除.,然而一般比較挑剔外 觀的用戶則很難放心允收。
docin/sundae_meng
ENTEK Cu-56
1.Flatness
Characteristic feature
2.No IMC
3.Low cost
1.Flatness 2.No IMC 3.Low cost
Application
1.One time IR 1.Double SMT or wave
soldering
2.Fine pitch
Plating Sn/Pb reflow
HAL
Fusing Sn/Pb alloy
Fusing
Plating Sn/Pb reflow
Good
1.Shelf life half year
Good
1.Shelf life half year
2.Easy scratch 2.Easy scratch
3.Only single soldering
目前 OSP 各種商品均已經過多次改進,實用上均可耐得住數次高溫高 濕環境的考驗，得以維持不錯的焊錫性。故而某些講究焊墊平坦性 的主機板，與面積較大的附加卡(Add-on card)等板類，其等焊墊處理 已逐漸選用 OSP 製程，其目的當然是針對 SMT 錫膏印刷與引腳放 置平穩性的考量。實際上其操作成本並不比噴錫便宜,不過在整體環 保上似較有利
Good
Fair
1.High cost 1.High cost
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涂覆有机可焊保护剂OSP工艺的应用
d、随生产板浸入生产线内的除油缸中，并于微蚀缸后取出（保证浸蚀时间跟生产板一致），微蚀时间记为t（分钟）；
e、用水清洗后，于烘炉中90-100°C烘30分钟；
f、在防潮瓶中冷却至室温，用分析天平犯法重W2（克）；
g、计算：蚀铜速率（微米/分钟）=10000 X (W1-W2)/(8.92 X 2 X S X t）
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
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。
PCB表面处理OSP工艺中影
14.2 OSP
OSP是Organic Solderability Preservatives的简称，中译为有机保焊膜，又称护铜剂，英文称之Preflux，本章就以护铜剂称之。
14.2.1种类及流程介紹
A. BTA(苯駢三氯唑)：BENZOTRIAZOLE
BTA是白色带淡黃无嗅之晶状细粉，在盐酸中都很安定，且不易发生氧化还原反应，能与金属形成安定化合物。
ENTHON将之溶于甲醇与水溶液中出售，作铜面抗氧化剂(TARNISH AND OXIDE RESIST)，商品名为CU-55及CU-56，经CU-56处理之铜面可产生保护膜，防止裸铜迅速氧化。
操作流程如表14.1。
B. AI(烷基咪唑) ALKYLIMIDAZOLE PREFLUX是早期以ALKYLIMIDAZOLE作为护铜剂而开始，由日本四国化学公司首先开发之商品，于1985年申请专利，用于蚀刻阻剂(ETCHING RESIST)，但由于色呈透明检测不易，未大量使用。
其后推出GLICOAT等，系由其衍生而来。
GLICOAT-SMD(E3)具以下特性：
－与助焊剂相容，维持良好焊锡性
－可耐高热焊锡流程
－防止铜面氧化
操作流程如表14.2。
C. ABI (烷基苯咪唑) ALKYLBENZIMIDZOLE
由日本三和公司开发，品名为CUCOAT A，为一种耐湿型护铜剂。
能与铜原子产生错合物(COMPLEX COMPOUND)，防止铜面氧化，与各类锡膏皆相容，对焊锡性有正面效果。
操作流程如表14.3。
D.目前市售相关产品有以下几种代表厂家：
醋酸调整系統：
GLICOAT-SMD (E3) OR (F1)
WPF
-106A (TAMURA)
ENTEK 106A (ENTHON)
MEC CL-5708 (MEC)
MEC CL-5800(MEC)
甲酸调整系统：
SCHERCOAT CUCOAT A
KESTER
大半药液为使成长速率快而升温操作，水因之蒸发快速，PH控制不易，当PH提高时会导致MIDA ZOLE不溶而产生结晶，须将PH调回。
一般采用醋酸(ACETIC ACID)或甲酸(FORMIC ACID)调整。
14.2.2
有机保焊膜一般约0.4μm的厚度就可以达到多次熔焊的目的，虽然廉价及操作单纯，但有以下缺点：
A. OSP透明不易测量，目视亦难以检查
B.膜厚太高不利于低固含量，低活性免洗锡膏作业，有利于焊接之Cu6Sn5 IMC也不易形成
C.多次组装都必须在含氮环境下操作
D.若有局部镀金再作OSP，则可能在其操作槽液中所含的铜会沉积于金上，对某些产品会形成问题
E. OSP Rework必须特別小心
以最简单的铜锌原电池为例:
正极:铜棒插在硫酸铜溶液中(形成了Cu2+/Cu氧化还原电对),
负极:锌棒插在硫酸锌溶液中,(形成了Zn2+/Zn氧化还原电对)
两个溶液之间用盐桥(氯化钾饱和溶液)连接,铜棒和锌棒之间用导线连接,这样就构成了原电池.
那么电子就会从负极流向正极,你要问的就是为什么电子要定向流动.不知道你学过标准电极电势
的概念没有,这个值是可以通过实验测到的,由于单质锌和锌离子构成的氧化还原电对的标准电极
电势比单质铜和铜离子构成的氧化还原电对的标准电极电势小是个负值(规定标准氢电极的电极电
势是0),而铜电极是个正值,所以当用导线将两个电极连接起来时,由于两个电极之间电势差的存在,
电子会从负极流向负极,而电流的方向是正极流向负极,与电子流动的方向相反,就像我们常说的水
往低处流,就是由于高地势与低地势之间存在高度差(地势差),是个自发的过程.
利用标准电极电势还可以知道金属的活泼性,电极电势越小那么金属单质的活泼性越强,我们在化
学课上学过,金属有个活动顺序表:钾,钙,钠,镁,铝,锌,铁,锡,铅,氢,铜,汞,银,铂,金;这个表就是
根据标准电极电势的值来排列出来的,我们从这个表中可知在氢前的金属单质可以将氢从溶液当中
置换出来,刚才说过规定标准氢电极的电极电势是0,所以在氢之前的金属与其阳离子构成的氧化还
原电对的标准电极电势是小于0的,而在氢之后的金属其标准电极电势是大于0的.
不知道你明白没有?
回答者：周亚夫 -秀才三级 1-20 13:27
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谢谢！你回答得很详细。
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从能量转变看，原电池是将化学能转变为电能的装置。
(1)构成原电池有三条件：一是电极材料，这可以是两种金属活动性不同的金属或由金属和其他能导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成；二是两电极必须浸在电解质溶液中；三是两电极之间要用导线连接。
(2)原电池的正、负极的判断方法：
①由组成原电池的两极的电极材料判断。
一般是活泼的金属是负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。
电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。
在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极，阴离子流向的极为负极。
④根据原电池两极发生的变化来判断。
原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
(3)原电池的工作原理：
原电池两极上的反应总是氧化还原反应，电极与电解质溶液中的某种阳离子必须发生化学反应。
这是原电池工作的前提。
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