OSP: De Betrouwbare, Kosten-Effectieve Oppervlakteafwerking voor Koper PCBs

Weet u wat er met koper gebeurt wanneer het blootgesteld wordt aan luchtvocht? Het oxideert snel en kan al zijn eigenschappen verliezen. Hetzelfde geldt voor PCBs met koperbekleding.

En dat is omdat koper een hoge chemische reactiviteit heeft, wat het vatbaar maakt voor hoge temperaturen van solderen. De grote vraag is: wat heeft u nodig om uw koper PCB te beschermen?

Wat u nodig heeft is een oppervlakteafwerkingscoating. Er zijn veel oppervlakteafwerkingen beschikbaar, maar we richten ons op de budgetvriendelijke OSP.

Dit artikel laat u alles over OSP zien en vergelijkt het met andere oppervlakteafwerkingen.

Wat is OSP?

Organic Solderability Preservative (OSP) is een milieuvriendelijke en kosten-effectieve organische laag. Deze organische laag kan binden aan koperoppervlakken door absorptie. Interessant genoeg biedt de laag dezelfde kwaliteiten die u krijgt van andere oppervlakteafwerkingen.

OSP biedt echter een meer permanente oplossing voor blootgestelde koper. En aangezien de organische laag niet kan interageren met andere oppervlakken, zult u een gemakkelijkere tijd hebben bij solderen en flux verwijderen van uw OSP PCB.

Solder Flux

We gebruikten de eerste instantie van OSP-formules in de jaren 70. Maar die formules waren zwak en werkten alleen voor lagere apparaten. De meer geavanceerde OSP-formules hebben een verbeterde duurzaamheid en kunnen hogere apparaatoperaties aan.

Hoofdmaterialen van OSP

OSP-formules gebruiken hars, azolen en actieve hars als primaire materialen. Het harsmateriaal werkt als een coating die u kunt aanbrengen op een fluxbehandeling.

Hars

Interessant genoeg zijn azolen watergebaseerde verbindingen met heterocyclisch stikstof. Deze verbindingen zijn nuttig omdat ze fantastische synergieën hebben met koperoppervlakken. Deze synergie start het absorptieproces en creëert een beschermende film.

En de beschermende film die u maakt, hangt af van het type azoolverbinding dat gebruikt wordt. Er zijn drie typen azolen: benzotriazolen, benzimidazolen en imidazolen. Het gebruik van benzotriazolen zou een dunne film maken, terwijl die gemaakt van imidazolen dik zijn.

Ten slotte moet u uw oppervlak spoelen met zuur of andere oplossingen. Als resultaat zou het helpen uw karakter topografisch te verbeteren voordat u de OSP-afwerking toevoegt.

Zuur

Fabricageproces van OSP

Het fabricageproces voor OSP heeft drie stadia: olieverwijdering, micro-corrosie en filmvorming.

Stap 1: Olieverwijdering

Het verwijderen van alle verontreinigingen en olie is cruciaal als u een hoogwaardige beschermende film wilt. Anders eindigt u met een oneffen film.

Gelukkig zijn er manieren om oneffen films te vermijden. Eerst moet u de concentratie van uw olieverwijderingsoplossing controleren. Vervolgens inspecteert u het proces om te zien of het in orde is.

Als u merkt dat de effecten van uw olieverwijdering slecht zijn, moet u het snel vervangen door chemicaliën die specifiek voor dit doel zijn.

Stap 2: Micro-corrosie

Micro-corrosie heeft tot doel een natuurlijk koperoppervlak te creëren. Ook beïnvloedt het direct hoe snel uw OSP vormt. Bovendien is het vitaal om de micro-corrosiedikte te controleren als u een stabiele filmdikte wilt.

De acceptabele bereik voor het handhaven van micro-corrosie ligt tussen 1,0 µm en 1,5 µm. Zodra u uw onderhoudswaarden heeft, is het gemakkelijk om de micro-corrosiesnelheid te meten.

Stap 3: Filmvorming

Het is cruciaal om DI-wassen te gebruiken voor en na het vormen van uw film. Ook moet u de pH van de oplossing tussen 4,0 en 7,0 beperken. Anders vervuilt u de oplossing voor filmvorming.

Hier wordt het OSP-proces lastig. Eerst moet u de filmdikte controleren zodat het uw lasprestaties niet beïnvloedt. De ideale dikte kan ergens liggen tussen 0,2 µm en 0,5 µm.

Let op: hoe dunner uw film is, hoe minder OSP-voordelen u krijgt. Bijvoorbeeld, u kunt minder thermische schokcapaciteit of oxidatiebescherming krijgen. Vergeet ook niet DI-wassen na het vormen van uw film te gebruiken.

Voordelen van OSP

De hoofdverkooppunt van OSP is hoe gemakkelijk het te verwerken is en de lage kosten. Hoewel deze twee voordelen OSP redelijk populair maken, maken de overige voordelen het een uitstekende oppervlakteafwerking:

1. OSP gebruikt watergebaseerde verbindingen, wat het oppervlakteafwerkingsproces milieuvriendelijk maakt. Dus kunnen we OSP PCBs classificeren als groene elektronische producten.

Watergebaseerde Verbindingen

2. OSP PCBs hebben een lange houdbaarheid. Daarom lijden ze nauwelijks aan slijtage.

3. Ze hebben een eenvoudig fabricageproces. Ook vereisen deze borden weinig onderhoud en kunt u ze gemakkelijk herwerken indien nodig.

PCB Fabricage

4. Het is niet duur of gecompliceerd om een OSP-oppervlaktecoating te repareren wanneer deze beschadigd is.

5. U heeft geen soldeermaskerink nodig op een OSP-bord. En dat is omdat de meeste OSP-eenvoudige chemische verbindingen de taak kunnen aan. Er zijn echter uitzonderlijke gevallen waarin sommige chemicaliën een beetje soldeermaskerink nodig hebben.

6. OSP-borden kunnen uitzonderlijke prestaties leveren, vooral in het soldergebied.

Nadelen van OSP

Hoewel OSP-oppervlakteafwerkingen een van de beste zijn, heeft het enkele nadelen. Deze nadelen omvatten:

1. OSP-afwerkingen vereisen extra zorg vanwege hun kwetsbaarheid.

2. U kunt geen geplate doorvoergaten gebruiken met een OSP-gecoate PCB.

3. Het is ook moeilijk om de dikte van een OSP PCB te meten.

Andere Factoren om te Overwegen voordat u een OSP PCB Gebruikt

Hier zijn enkele factoren die u moet overwegen om substantiële PCB-schade te voorkomen.

Uw OSP PCB Opslaan

OSP PCBs kunnen lang duren, maar alleen als u ze met zorg behandelt. Conservatiemiddelen gemaakt van OSP zijn krachtig maar dun. Daarom hebt u extra zorg nodig bij het transporteren en bedienen van deze borden.

Anders breken de conservatiemiddelen en maken uw bord nutteloos. Ook moet u vermijden om OSP PCBs langere tijd in hoge of vochtige temperaturen op te slaan. Anders zou het de mogelijkheden van oxidatie vergroten en de soldeerbaarheid verminderen.

Temperatuur Waarschuwingsbord

U kunt al dit vermijden door de volgende opslagprincipes te volgen:

1. Zorg dat u vacuümverpakkingen met desiccants en vochtigheidskaarten gebruikt om uw borden op te slaan. Als u meerdere borden stapelt, legt u tussenkartussen ertussen om wrijving te voorkomen.

2. Vermijd het blootstellen van uw OSP PCBs aan direct zonlicht. Een ideale opslagomgeving zou bijvoorbeeld 30 tot 70% relatieve vochtigheid, 15 tot 30°C temperatuur en een maximum van 12 maanden opslagtijd moeten hebben.

Mogelijke Problemen na het Solderen van OSP Borden

PCB Solderen

Het is normaal dat de kleur van een OSP-bord verandert na solderen. Er zijn echter twee omstandigheden die aangeven of het een positief resultaat of een probleem is.

Let op: Kleurverandering kan voortkomen uit conservatiemiddeldikte, abnormale verontreinigingen, solderijtijd of micro-etching hoeveelheid.

Solderomstandigheden

Omstandigheid één is een acceptabele situatie. Het gebeurt meestal wanneer flux oxidaties elimineert, wat de solderprestaties beschermt.

Maar omstandigheid twee is geen goede situatie. En het betekent dat u een OSP-bord met gecompromitteerde integriteit hebt. Als resultaat zal flux oxidaties niet elimineren en zal de solderprestatie dalen.

Gelukkig zijn er specifieke acties die u kunt ondernemen om omstandigheid twee te vermijden. Deze acties omvatten:

1. Controleer altijd uw OSP-dikte door het binnen specifieke grenzen te houden.

2. Zorg er ook voor dat u uw micro-etching-proces tot specifieke bereiken beperkt.

3. Ten slotte elimineer alle verontreinigingen tijdens PCB-fabricage om soldeerbaarheidsproblemen te voorkomen.

Wat is Beter: ENIG, OSP of HASL

ENIG (Electroless Nickel/Immersion Gold) is de beste gladde oppervlakte- en loodvrije oppervlakteafwerking wereldwijd. Het biedt uitstekende functies en duurzaamheid. Maar het is duur en moeilijk te vinden vergeleken met andere oppervlakteafwerkingsopties.

Aan de andere kant biedt OSP een goedkopere alternatief zonder prestaties in te leveren. Het is ook loodvrij en kan lang duren.

Ten slotte is HASL (Hot Air Solder Leveling) een uitstekende keuze als u geen optie met lood probleem vindt. Ook stresst HASL printplaten met hoge lagen, wat betrouwbaarheidsproblemen veroorzaakt.

Afsluiting

PCB

OSP is de keuze als u een uitstekende oppervlakteafwerking wilt die goedkoop en effectief is. Het bindt ook uitstekend met koper en interageert niet met andere oppervlakken.

OSP PCBs kunnen zwakke conservatiemiddelen hebben, maar ze zullen geen probleem vormen als u ze goed kunt beheren.
Wilt u een OSP PCB fabriceren? Neem gerust contact met ons op.