印刷电路板铜面有机保焊剂介绍
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。
印刷电路板铜面有机保焊剂(OSP)介绍
噴錫
高壓風刀將多餘融錫吹除.
100u”(min)
Entek (OSP)
(保焊劑)
將有機保焊劑均勻塗佈在銅面上,形成保護 膜.
8u“ ~ 20u” (0.2~0.5um)
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REVISION :
B
DATE
: Jan. 12, 1999
有機保焊劑之比較
類別
厚度
壽命
防止氧化劑 Inhibitor
Measurement Method
Lab Titration Digital Readout
Water Rinse Microetch Water Rinse
Etch rate Concentration
Cu Content Temperature
Weight loss Lab Titration Lab Titration Digital Readout
的焊錫性。
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REVISION :
B
DATE
: Jan. 12, 1999
保焊劑生成之三階段
1. 護銅性化學品溶液先在銅面上擴散形 成皮膜.
2. 銅面吸收上述反應物. 3. 出現化學反應.
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REVISION :
B
DATE
: Jan. 12, 1999
保焊劑沉積基本原理
一、前言
業界俗稱的 Entek 是指美商 Enthone 公司近年來所提 供一種“有機護銅劑”之濕製程技術,目前正式的商品名稱 是 Entek Plus CU-106A。事實上這就是“有機保焊 劑”(Organic Solderability Preservatives;OSP)各類商 品的一種(其餘如歐洲流行的 Shercoat，以及日本流行的 Cucoat 等)，是綠漆後裸銅待焊面上經塗佈處理，所長成 的一層有機銅錯化物的棕色皮膜，電路板製程分類法將其 歸之為表面終飾 Final Finish。
OSP及浸锡-印制电路世界200705
流程一以仪器直接测量焊垫铜面上OSP 皮膜的厚度。
3、当O S P 皮膜厚度偏厚时，对某些含低活性助焊剂的免洗锡膏的匹配性不佳，此乃肇因于锡膏中所含的助焊剂无法彻底清除铜面上的OSP 皮膜，导致焊锡性不良。
4、OSP 皮膜本身为不导电的皮膜，为了避免电测时测试针破坏皮膜，通常会将OSP 制程安排在电测之后。
但如此一来就必须特别注意OSP 制程微蚀段的咬蚀量，若是微蚀量控制不当，加上某些特殊设计的混合处理板面（Mixed Metal Finish PWBs）特有的贾凡尼效应（G a l v a n i c Effect）影响，甚至是品质不良必须重工者，都可能导致细线路过蚀断路而不自知。
5、对于某些特殊设计的板面，当板面上已有局部铜面进行化学镍金的表面处理存在时，必须小心的控制OSP 槽液中的铜离子浓度，以免在金面上沉积出铜层来。
但OSP 制程仍以其制程简单、成本低、焊接强度高、表面平整、可耐多次熔焊（R e f l o w S o l d e r i n g ）处理等特点日益广泛的获得业界采用，成为取代传统喷锡制程的主要选择。
图1 不同的微蚀药液所创造出来的铜面微粗糙度，彼此之间有着明显的差异。
其中上左与上右虽同为硫酸/双氧水系列微蚀液，但因采用不同的安定剂，微蚀效果亦不相同。
二、 流程系列Flow SystemOS P 制程在历经业界不断的研究与改良后，目前已有多家厂商先后推出OSP 商品加入竞争的行列。
虽然各家均宣称在配方与反应机构上有其独门密技，但是在OSP 的制程流程上却没有太大的差异。
其中美商药思化学（E n t h o n e ）所开发的E N T E K PLUS 制程是目前业界所扩泛采用的有机保焊剂制程之一。
笔者以ENTEK PLUS Cu-106A 的水平自动生产线为例，将OSP 的标准流程简介如后（见流程一）：2.1、酸性清洁脱脂A c i d Cleaner主要功能在于去除铜面氧化物与指纹、油脂等污染，保持铜面的清洁。
OSP简介
印刷电路板铜面有机保焊剂(OSP)介绍ENTEK PLUS CU-106A有机保焊剂(Organic Solderability Preservatives;OSP) (Organic Surface Protectant;OSP)PAGE : 0/ 31REVISION : B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。
PAGE : 1/ 31REVISION : B此等OSP 制程的反应原理，是“苯基三连唑＂BTA(Benzo-Tri-Azo)之类的化学品，在清洁的铜表面上,形成一层错合物式具保护性的有机物铜皮膜(均0.35μm或14μin)。
一则可保护铜面不再受到外界的影响而生锈；二则其皮膜在焊接前又可被稀酸或助焊剂所迅速除去，而令裸铜面瞬间仍能展现良好的焊锡性；故正式学名称之为“有机保焊剂＂即着眼于后者之功能。
目前OSP 各种商品均已经过多次改进,实用上均可耐得住数次高温高湿环境的考验，得以维持不错的焊锡性。
故而某些讲究焊垫平坦性的主机板，与面积较大的附加卡(Add-on card)等板类，其等焊垫处理已逐渐选用OSP 制程，其目的当然是针对SMT 锡膏印刷与引脚放置平稳性的考量。
实际上其操作成本并不比喷锡便宜,不过在整体环保上似较有利PAGE : 2/ 31REVISION : B但当板面已有金手指或其他局部金面时，则经过OSP(Entek)流程后,该等镀金表面上也会生长出一层薄浅棕色的异常皮膜，不过在走过IR reflow后此浅棕色的异常皮膜会被去除.,然而一般比较挑剔外观的用户则很难放心允收。
OSP介绍
OSPOSP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。
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。
中文名OSP全称Organic Solderability Preservatives英文Preflux特点极短的时间目录1. 1 简介2. 2 处理方式3. 3 材料4. 4 工艺流程1. 5 工艺缺点2. 6 应用指南3. ▪包装储存4. ▪钢板设计1. ▪不良重工2. ▪温度曲线3. ▪测试OSP简介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。
OSP处理方式下图是常见的几种PCB 表面处理方式热风整平（Sn-Pb HASL）、浸Ag、浸Sn、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。
物理性能Sn-Pb HASL 浸Ag 浸Sn OSP ENIG保存寿命(月) 12 12 12 12 6可经历回流次数4 5 5 》4 4成本中等中等中等低高工艺复杂程度高中等中等低高工艺温度240°C 50°C 70°C 40°C 80°C厚度范围, 微米1-25 0.05-0.20 0.8-1.2 0.2-0.5 0.05-0.2Au 3-5Ni助焊剂兼容性好好好一般好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。
OSP表面处理工艺简介
Waste
Easy Difficult Difficult Difficult
Ionic residues Lowest Fair
Fair Highest
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PCB表面处理优点比较
工艺 机理
优点
沉镍金ENIG （Electroless Nickel
Immersion Gold)
先在电路板裸铜表 面反应沉积形成一 层含磷7-9%的镍镀 层，厚度约3-5um， 再于镍表面置换一 层厚度约0.050.15um的纯金层。
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，Glicoat-SMD F2 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。优良的耐热性，能适用于免洗助焊剂和锡膏。
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Glicoat-SMD F2 反应机理
Cu
Cu
Cu
Cu
N
N
N
R N
R N
R N
Cu
Cu
Cu
Cu
N
R N
Cu
N
R N
Cu PCB
N
R N
Cu
N R
N
N R
N
Cu
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OSP制程工艺流程
除油
微蚀
防氧化 PAGE 12
OSP关键流程控制方案
关键流程
微蚀： 微蚀深度及返工次数 防氧化： 膜厚
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为什么需要特殊管制微蚀深度？
H2SO4-H2O2体系
过硫酸盐体系
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微蚀深度管制
1、微蚀深度：1.5-2.5um 2、返工次数：＜2次 3、微蚀体系：H2SO4-H2O2体系
osp培训教材
二、宏泽电子F22G系列药水介绍
*
F22G應用及特性
應用： 印刷電路板(PCB、FPC) 與IC載板之無鉛焊墊 特性 ： 低成本表面處理技術 均勻的保護膜，提供最平坦的焊墊表面 較低的表面離子污染度 只在銅面上形成皮膜，防止金面上的變色污染 耐熱性優異,經多次迴焊處理後仍有極佳的焊錫性 優異的耐濕性，具有一年的保護銅能力 相容於無鉛化 (Lead-free) SMT製程 相容於免洗型（No-Clean）SMT製程 非揮發性溶劑之水溶性溶液，安全性高 低溫操作，增加電路板結構穩定性 化學性質溫和、不攻擊防焊綠漆
*
OSP的耐热性
OSP的耐热性是无铅化焊接过程中的核心问题.由于OSP的组成中,不仅含有高活性咪唑类与新鲜铜表面形成牢固的络合体,而且在无铅焊接高温度下不发生分解和逸出气体,因此要采用高分解温度OSP产品.目前,主要走向采用耐热性高的烷基苯基咪唑类组成. 烷基苯基咪唑类的热分解温高达354.7℃衍生式苯基咪唑类的热分解温度为240~260 ℃之间.因此,烷基苯基咪唑类的OSP明显地提高了分解温度和耐热性,完全适宜于无铅化焊接温度下多次回流焊接的应用.
绿油限制
有
有
有
无
无
焊点IMC
Cu6Sn5
Ni3Sn4
Cu6Sn5
Cu6Sn5
Cu6Sn5
*
4、有机保焊剂（OSP）的未来
有机保焊剂（OSP）又可称耐热预焊剂.从目前来看，由于OSP较好地解决了无铅化焊接过程中的保护性、耐热性和可焊性的基本要求，加其成本低和制造工艺过程简单，因此，耐热型/高温型的OSP还会得到快速的发展，其市场占有率还会进一步提高。OSP除了具有保护性、耐热性和可焊性的基本要求外，还具有其它突出的优点，如：生产过程最简单和稳定，OSP的生产过程仅为微蚀、预浸、上有机膜、烘干几步；返工/存储过期处理最简单，不会损伤PCB和增加厚度；在所有表面涂覆(镀)层中成本最低.这些优点也决定着OSP在无铅化焊接中的地位提高和市场继续扩大.
PCB表面处理
PCB 表面处理
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。
1、热风整平（喷锡）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。
2、有机可焊性保护剂（OSP）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。
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。
rf800
气体排出装置。 为了完全排出气体，可在波
健康与安全
峰焊炉的出口安装排风。采取适当的防护衣
健康安全信息参见材料安全数据表。吸入焊 接温度时挥发的助焊剂溶剂和活化剂气体会 造成头痛，头晕和恶心。工作区域应该使用
物以避免皮肤和眼接触该材料。 RF800 助焊剂含有高度易燃溶剂，其闪点为 (13°C)。助焊剂不能在明火或无防火措施的 设备旁边使用。
技术参数
参数 外观 固体含量, wt/wt 酸值 (mg KOH/g) 比重 @ 25°C (77°F)
磅每加仑
闪点 (T.C.C.)
典型值 淡黄色液体
4.1 18 0.794 ± 0.003
6.6
56°F (13°C)
参数/测试方法 pH (5% 水溶液) 推荐稀释剂 保存期 包装
是否符合 Bellcore TR-NWT000078, Issue 3 IPC J-STD-004 分类
LONCO 松香助焊剂 800 (RF800)
免清洗助焊剂
RF800 能提供固体含量低于 5%的免清洗助焊剂，是工艺窗口最宽的一种。RF800 具有优秀的焊接能 力（低缺陷率），能够良好焊接可焊性不佳的表面（元器件顶部和焊盘）RF800 特别适用于由有机 物或松香／树脂保护的裸铜板及锡铅涂层的电路板。
25 mil 线宽/50 mil 线间距测试
IPC 测试条件 (按照 J-STD-004): 85°C/85%RH/168 Hours/-50V, 0.5 mm 线间距)测试
电迁移 (所有值以 ohms 计)
@ 100V/IPC B-24 board (0.4 mm 线宽,
测试条件
SIR (初始) SIR (终止) 要求
发泡石孔径
铜表面有机保焊剂的研究
铜表面有机保焊剂的研究有机保焊剂（Organic Solderability Preservatives，简称OSP）工艺作为印制线路板（PCB）的最终表面处理制程之一，具有成本低廉，操作简单，环境友好，满足欧盟RoHS指令，符合无铅化时代的要求等优点，在PCB行业中的应用越来越广。
本文旨在独立开发一种性能优于或达到国内主流产品的OSP处理技术。
自主研究了OSP液配方组分，预浸液的配方与工艺，以及OSP液中组分浓度与处理工艺参数对于OSP膜层厚度的影响。
分别以烷基苯基咪唑、二芳基咪唑为主成膜物质，制备了有机保焊剂溶液。
其中，对于烷基苯基咪唑类OSP，通过测试，其耐热性、抗氧化能力、可焊性已经优于主流商品化OSP的水平。
其配方组成及处理工艺参数为咪唑浓度2.5g/L，有机酸含量3.5mol/L，长链酸含量取0.3wt%，控制溶液pH值保持在3.0左右，处理温度为40℃，处理时间60s。
而对于二芳基苯并咪唑类OSP，其成膜厚度均在0.2μm以下，对铜面的保护能力不强，有待进一步改进。
同时，研究制备了两种预浸液的配方及处理工艺参数。
其均可加快OSP的成膜速度，并使其选择仅在铜表面成膜。
第一种是苯并咪唑预浸液，苯并咪唑浓度为1.0g/L，溶液pH值维持在8左右，预浸处理时间为60s。
第二种是喹喔啉预浸液，2-羟基喹喔啉浓度选取为3.0g/L，溶液pH值维持在12.5左右，预浸处理时间为60s。
总结研究了OSP膜的成膜过程，对影响膜厚各因素的作用机理做出了解释。
研究了预浸处理的作用机理，其是在铜面进入OSP液之前，先在其上形成一层预浸膜，从而加速OSP膜层的生成，避免了OSP液中加入多余铜离子，从而防止金面变色。
印刷电路板铜面有机保焊剂介绍
•ENTEK •Cu-56
•Organic
•Immersion •Gold
•EL-Ni/Au
•Selective •Solder
•HAL
•Plating Sn/Pb •Fusing Sn/Pb
•reflow
•alloy
•Fusing
•Plating Sn/Pb •reflow
•flatness
此等 OSP 製程的反應原理，是“苯基三連唑”BTA(Benzo-Tri-Azo)之 類的化學品，在清潔的銅表面上,形成一層錯合物式具保護性的有機 物銅皮膜(均 0.35μm或 14μin)。一則可保護銅面不再受到外界的影響 而生鏽；二則其皮膜在焊接前又可被稀酸或助焊劑所迅速除去，而 令裸銅面瞬間仍能展現良好的焊錫性；故正式學名稱之為“有機保焊 劑”即著眼於後者之功能。
•Concern •Point
•Good
•Good
•Good
•Fair
•1.Shelf life •1.Shelf life •half year •half year
•1.High cost •1.High cost •2.Solder pot •2.Long •contamination •process
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。
•ENTEK PLUS CU-106A
•ENTEK PLUS 是一種具有選擇性保護銅面而又能維持 •銅墊及貫穿孔銅面之焊接性能的有機保焊劑(OSP•Oragnic Solderability Preservative)
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。
印刷电路板抗氧化处理
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。
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。
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Sn、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。
物理性能Sn-Pb HASL 浸Ag 浸Sn OSP ENIG 保存寿命(月) 12 12 12 12 6 可经历回流次数4 5 5 》4 4 成本中等中等中等低高工艺复杂程度高中等中等低高工艺温度240°C 50°C 70°C 40°C 80°C 厚度范围, 微米1-25 0.05-0.20 0.8-1.2 0.2-0.5 0.05-0.2Au 3-5Ni 助焊剂兼容性好好好一般好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(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
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。
印制板用阻焊剂
1.3术语和定义
采用GB/T 2036-1994《印制电路术语》规定的术语，以及下列术语和定义。 起泡 Blisters： 在固化或焊接操作期间，由于空气或阻焊层中挥发份导致阻焊层与下面基材或铜箔分层或剥离而产生的鼓泡。 水解稳定性Hydrolytic Stability 有机物或聚合物材料暴露于高温高湿条件下，状态不发生不可逆变化的能力。 残余焊料 Webbing 焊接操作后，粘附在涂层表面的焊料。
印制板用阻焊剂
阻焊剂种类
目录
01 类型、术语和定义
02 技术要求
03 试验方法
04 检验规则
05 包装、运输和贮存
基本信息
阻焊层，顾名思义，就是防止焊接的一层。一般是绿色或者其它颜色，覆盖在布有铜线上面的那层薄膜，它 起绝缘，还有防止焊锡附着在不需要焊接的一些铜线上。也在一定程度上保护布线层。阻焊剂要求其有一定的厚 度和硬度、耐溶剂性试验和附着力试验应符ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ标准，印制电路板表面无垃圾、无多余印记。
表9各种阻焊剂固化后的最小厚度 试验图形 具有阻焊剂的试验图形应为图1所示的综合试验图形标准试样。 阻焊剂的涂覆、成像和固化 阻焊涂层应涂覆在适用系统试样上，并按阻焊剂生产商推荐的涂覆、成像和固化条件制作试样或印制板。
3.2检验条件
检验的大气条件 根据GB/T2421-1999中4.3条的规定，正常的试验大气条件为： 温度：15℃～35℃ 气压：86 kPa～106kPa 相对湿度：45%～75% 恢复条件 根据GB/T2421-1999中4.4条的规定，试样的恢复条件应为5.2.1条规定的正常的试验大气条件。除非另有 规定，试样在条件处理之后和作最后检测之前，应使试样在测量时的正常的试验大气条件下恢复，达到稳定。除 非另有规定，其恢复时间为1~2小时。 仲裁条件 根据GB/T2421-1999中4.2条的规定，仲裁的试验标准大气条件为： 温度：23±1℃
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•Water Rinse •Microetch •Water Rinse
•Etch rate •Concentration • Cu Content • Temperature
•Weight loss •Lab Titration •Lab Titration •Digital Readout
•ENTEK Process Sequence
此等 OSP 製程的反應原理，是“苯基三連唑”BTA(Benzo-Tri-Azo)之 類的化學品，在清潔的銅表面上,形成一層錯合物式具保護性的有機 物銅皮膜(均 0.35μm或 14μin)。一則可保護銅面不再受到外界的影響 而生鏽；二則其皮膜在焊接前又可被稀酸或助焊劑所迅速除去，而 令裸銅面瞬間仍能展現良好的焊錫性；故正式學名稱之為“有機保焊 劑”即著眼於後者之功能。
•Process Step •H2SO4
•Characteristic •H2SO4 Concentration
•Measurement Method •Lab Titration
•Water Rinse
•Water Rinse •ENTEK
•Water Rinse
•Concentration •Total Acidity
•助焊劑類
•防止氧化劑
•松脂香樹 •預焊劑
•雙面波峰焊 別
•-松香型
•X
•◎
•-免洗型 •-水溶性
•X
•◎
•△
•X
•型混合技術
•-松香型
•X
•◎
•-免洗型 •-水溶性
•X •△
•△ •X
型
•◎ = 優 , ○ = 良 , △ = 可 , X = 劣
•保焊劑 •(水溶性)
•◎ •◎ •◎
•◎ •○ •◎
•使用ENTEK 產品對裝配線之優點
•● 與SMT及混合焊接技術相容 •● 與所有類型之助焊劑相容 •● 提高線路板之可靠度 • - 減低離子污染 • - 加強SMT零件焊接之強度 • - 保持線路板之線性穩定性(X-Y 軸 •) - 保持線路板之結構穩定性(Z-軸 )
•ENTEK板與焊接用物料之相容性
•● 在採用SMD表面黏裝及混合安裝技術時對 • 銅面提供一耐熱保護,防止銅面氧化而 影 • 響其焊接性能. • . ● 是熱風平整(HAL)及金屬表面之替代技術
•ENTEK PLUS CU-106A
• 事實上 Entek 之所以能夠讓銅面抗氧化而不鏽 ，
•除了皮膜厚度的保護外,結構式胺環上的鍊狀衍生物 •“R Group”,也決定了皮膜的保護能力與防止氧氣
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。
•ENTEK PLUS CU-106A
•ENTEK PLUS 是一種具有選擇性保護銅面而又能維持 •銅墊及貫穿孔銅面之焊接性能的有機保焊劑(OSP•Oragnic Solderability Preservative)
•PCB Surface Treatment之優﹑缺點比較
•方法 •項 目 •平整性 •IMC介面合金化合 物•(影響焊錫性) •製程環保問題 •耐高溫(IR REFLOW) •儲存時間 •價格
•* 表 “優勢點”
•Entek • 106(AC)u
•* Good
•* 無
•* 無 •三 次
•* 6 個 月
•＊ 水溶性預焊劑 - 有機保焊劑 (OSP)
•
- ENTEK PLUS CU-106A
•Cu-56 與 Cu-106A比較
•Cu-56為 Mono Layer
•Cu-106A為MultiLayer
• Cu
•只適合單次reflow
• Cu
•適合多次reflow(3~5次 )
•PCB Surface Treatment之比較
•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
•soldering
•2.Fine pitch
•Wave •soldering
•Immersion •Gold
•Selective •Solder
•HAL
•Fusing
•1.Flatness •2.COB
•1.Sn/Pb thick •& flat
•1.Low cost
•1.Heavy board
•2.Thin IMC •2.Popular •3.Free solder •3.Good •paste printing •solderability
• n)100u”(mi
•Entek (OSP)
•(保焊劑)
•將有機保焊劑均勻塗佈在銅面上,形成保護 •膜.
• 20u”8u“ ~ •
(0.2~0.5um)
•有機保焊劑之比較
•類 別
•厚 度
•防止氧化 劑
•50 -200 Ao
•Inhibitor
•松香樹脂類 •有機預焊劑 •1-2 微米
•壽 命
•3-6 月
•PH • Temperature •Deposition Thickness
•Lab Titration •Lab Titration
•PH meter •Digital Readout
•Lab Titration
•Dry
•使用ENTEK 產品對裝配線之優點
•● 提高線路板之生產能力(與HAL板比較) • - SMT之銅墊表面平整 • - 有利於網印錫膏 • - 可控制錫膏量 • - 明顯減低精密零件移位之機會 • - 提高一次過把零件焊接成功之比率
•Organic
•ENTEK •Cu-56
•Organic
•Immersion •Gold
•EL-Ni/Au
•Selective •Solder
•HAL
•Plating Sn/Pb •Fusing Sn/Pb
•reflow
•alloy
•Fusing
•Plating Sn/Pb •reflow
•flatness
•1.COB
•1.Fine pitch
•Back panel
•2.TAB
•ENTEK Process Sequence
•Process Step •Cleaner
•Characteristic
•Concentration •Temperature
•Measurement Method
•Lab Titration •Digital Readout
•6 個 月
•保焊劑 •0.2-0.5 微米
•(水溶性)
•(2000
-5000
Ao)
•6 個 月
•IR Reflow •次數
•一 次
•可配用合使 •之助焊劑
•所有類 型
•最高 三 次
•最低 三 次
•松香/樹 脂
•所有類 型
•有機保焊劑之裝配可行性
•裝配焊接方
式
•助焊劑類•防止氧化劑•松脂香樹 •預焊劑印刷电路板铜面有机保 焊剂介绍
2020年5月24日星期日
一、前言
業界俗稱的 Entek 是指美商 Enthone 公司近年來所提供 一種“有機護銅劑”之濕製程技術,目前正式的商品名稱是 Entek Plus CU-106A。事實上這就是“有機保焊劑”(Organic Solderability Preservatives;OSP)各類商品的一種(其餘如歐洲 流行的 Shercoat，以及日本流行的 Cucoat 等)，是綠漆後 裸銅待焊面上經塗佈處理，所長成的一層有機銅錯化物的 棕色皮膜，電路板製程分類法將其歸之為表面終飾 Final Finish。
滲透 •的功效。不過但此層皮膜卻與各種助焊劑遭遇時， •卻仍可保持其等應有的活性，換句話說此種皮膜仍 •可被助焊劑所清除，進而使清潔的銅面展現其良好
•的焊錫性。
•保焊劑生成之三階段
•1. 護銅性化學品溶液先在銅面上擴散 形 • 成皮膜. •2. 銅面吸收上述反應物. •3. 出現化學反應.
•保焊劑沉積基本原理
•* 較低
•Imomnersi •Gold
•* Good
•有
•有 •* 多
次 •* 6個月
•高
•Hot Air • Leveling
•Bad
•有
•有 •* 多
次 •* 6個月 •* 較低
•COMPARISON IN DIFFERENT FINISH TYPE
•Finish •properties
•ENTEK • Cu-106A
•anic •solvent IPA
•Fair •1.S/M fold
•2.S/M peeling
•3.Excess •solder
•4.IMC
•5.Insuitable •fine line
•COMPARISON IN DIFFERENT FINISH TYPE
•Finish
•ENTEK • Cu-106A
•ENTEK 產品Assembly注意事項
•3. Assembly 前不烘烤,使用前才拆封,最好 • 在 24 hr’s內上件完成(單面SMD), • 或於第一面上件完成後 24 hr’s 內上完 • 第2面(Notebook) • *若有需要烘烤時請不要超過1小時(150℃)