厚度 3~5μm 3~5μm 0.8~1.2μm 0.3~0.5μm 0.1~0.2μm
保存期 1年 1年 半年 半年(防硫、卤化物) 半年
表2各种PCB铜焊盘表面涂(镀)覆层在SAC305无铅焊料焊接时的情况
类型 焊接界面IMC 焊接界面状态 可靠性评价
热风整平 Cu3Sn→Cu6Sn5 空洞少 需要保护膜保护、表面张力大、凹凸不平,受热板易热破损
化学镀Ni/Au Au熔入焊料成AuSn、AuSn2、AuSn3,Ni3Sn4作为分界面,颗粒很小 空洞很少 焊点结合好。但Au层要覆盖好Ni表面,以薄为宜,否则焊点发脆
化学镀锡 CuS→Cu6Sn5,树枝状结构、晶粒较大 空洞少 焊点结合力好
化学镀银 Cu3Sn→ Cu6Sn5,晶粒小,约5μm, 几乎无空洞 结合力强
OSP Cu3Sn→Cu6Sn5,晶粒小,约3μm 空洞极少 焊点结合力(强度)好
2 OSP的研究与发展概述
OSP是一种水溶性的溶液,所以它很容易被清洗,只需要用水冲刷即可,由于组成中污染杂质极少,故而极少的破坏自然环境,是目前公认的环保型PCB处理工艺。为了提高OSP的抗氧化性、耐温性,目前国内外的做法是合成高熔点的唑类衍生物。如美国公司研制的Entek-106A使用了2-丁基-5-氯苯并咪唑作为成膜物质,日本四国化成公司开发的Glicoat-SMD F2(LX)采用芳基咪唑作为成膜物质,它们都可承受3次无铅焊接的高温冲击。经过OSP处理而在PCB表面形成的薄膜不仅能够在常温放置过程中,抵抗空气的氧化,阻止湿气的腐蚀,延长它的可焊性,还可以在焊接过程中,保护铜抵抗高温的冲击。
首先将OSP用于PCB制造的是美国和欧洲等PCB制造强国。为了降低成本,并提高PCB生产工艺的连续化自动化水平,上世纪80-90年代,美国的PCB设计、研究、生产技术人员,开始研究OSP及其在PCB制造过程中的应用技术与工艺。1997年,美国United States Department of Energy完成了“Organic Solderability Preservatives Evaluation”,OSP在PCB制造过程中的应用开始得到规模化应用并逐步推广。随后,随着PCB制造技术的发展和无铅化生产技术的发展,包括主成膜化合物在内的OSP设计、生产和应用技术也不断发展。其中,美国公司研制的Entek-106A、日本四国化成公司开发的Glicoat-SMD F2(LX)耐高温OSP,是目前国内外无铅焊接工艺使用最广泛的PCB铜表面抗氧化剂。
许多含氮的化合物由于其具有特殊的分子结构和电子云分布,能够与铜离子络合形成铜的保护膜,从而防止铜被氧化。从基于苯并三氮唑的OSP 开始,几十年来OSP的发展主要历经了5代的历程
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