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OSP(有机保焊膜)

2021-10-11 14:23:21
一、应用
印刷电路板(PCB) IC 载板之无铅焊垫
二、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 (Lead-free) SMT 制程
兼容于免洗型(No-CleanSMT 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
重工容易
三、制程介绍:
槽次 槽名 化学品 配槽比例 温度 时间 换槽要求 备注

1
酸性
除油

GZ-1611

10% v/v
30±5℃ 20~40sec 喷洒
40~60sec 浸泡
100SF/L 槽液  
2 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
3 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
4 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
5 微蚀 SPS+H2SO4 *** 25±5℃ 20~30 sec(喷洒) Cu2+≥25g/l  
6 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
7 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
8 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
9 有机
保护
GZ-1612 100% v/v 40±2℃ 60~90 sec SO42- <100ppm  
10 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
11 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
12 水洗 纯水 *** RT *** 1 /  
13 冷风吹 *** *** RT ***    
14 热烘干 *** *** 90±10℃ 60~90sec 或设备商建议值
15 冷却包装 *** *** RT ***   <40℃

四、设备要求
酸性除油
GZ-1611
温度设定 30±5℃,加热器材质 Teflon 或石英。
需装设过滤桶( 滤心 10 μ") 泵浦材质无轴封 CPVC,循环流量 3~4 Turn/Hr,喷压 1.52.0kg/cm2
(槽液循环入口及出口需于液面下方以避免与空气搅拌産生气泡)
传动轴材质应选用钛金属或不锈钢 (SUS316 以上)材质。
水洗 × 3
  1. 使用纯水。(可配置市水切换球阀以便日后清槽使用)
2水洗流量 2~3 Turn/Hr,喷压 1.52.0kg/cm2
3水洗槽数建议:3 槽水洗槽(喷洒式)以确保将板面残留药液去除并可获得较大的换水效率。
4纯水水质要求:PH > 5.0
微蚀
 
1咬蚀量 1.0 ~2.0μm (40 ~ 80μ")
2温度设定 25±5℃,加热器材质 Teflon 或石英。冷却盘管采用 SUS316 材质由电磁阀控制开关。
3可使用喷洒式(喷压 1.5 kg/cm2)或浸泡式,泵浦材质无轴封 CPVC,流量 2~3 Turn/Hr
4微蚀槽内所有金属材质必须爲 SUS316 以上材质。
5配置搅拌副槽以便日后生産操作。
水洗 × 3
  1. 使用纯水。(可配置市水切换球阀以便日后清槽使用)
  2. 水洗流量 2~3 Turn/Hr,喷压 1.52.0kg/cm2
3水洗槽数建议:3 槽水洗槽(喷洒式)以确保将板面残留药液去除并可获得较大的换水效率。
4纯水水质要求:PH > 5.0 (建议装设 PH 计以监控水质)
挤干 1采用 2 组挤水海绵滚轮 ( PVAPEPPPU 材质)
2于挤干段装设 IBM 风刀组以利后段干燥。(或预留风刀空间)
有机保护剂
GZ-1612
100% v/v
1使用浸泡式温度设定 40±2℃,加热器材质 Teflon 或石英,需装设过滤桶(滤心 10μ")循环流量 3~4 Turn/Hr,泵浦材质无轴封 CPVC,爲避免産生气泡槽液导流采斜坡道设计。
2OSP 处理槽前后段需装设二组PVA 材质加压挤水海绵滚轮以减少槽液带出。
3OSP 处理槽内水床之挡水墙及挡水滚轮应有适当设计(如实心滚轮或调节轮)以减少药液溢出(水床液位高度可由循环泵浦球阀控制)
4浸泡槽内加装槽液内盖,调整适当之抽风量以减少酸味溢出。
挤干 采用 2 组挤水海绵滚轮。( PVAPEPPPU 材质)
水洗 × 3 1使用纯水。(可配置市水切换球阀以便日后清槽使用)
2水洗流量 2~3 Turn/Hr,喷压 1.0 kg/cm2
3水洗槽数建议:3水洗槽(喷洒式)以确保将板面残留药液去除并可获得较大的换水效率。
4纯水水质要求:浓度 (建议装设 PH 计以监控水质)
挤干 采用 2 组挤水海绵滚轮 ( PVAPEPPPU 材质)
吹干 采用 2 组冷风刀吹干板面水份。

热烘干
1装设风刀组温度设定 80~100℃
2定期清洁传动滚轮上污物以避免反沾板面。(滚轮应避免使用 EPDM 材质胶轮)
冷却 装设风刀组将板面降温以利后续包装。


五、清槽及配槽方法
一)配槽程序:
新设备须去除制造时留下的油污。旧槽于换新药水时也须在 建浴前加以清洗,去除槽壁上的污垢及结晶,
清洗程序说明如下:
1、以槽体积 10g/L 浓度的NaOH 碱液配置于设备上的每一个槽子,于温度 40~45℃下循环搅拌清洗 4~6
小时
2室温下自来水洗 2~4 小时
3以槽体积 10﹪浓度的冰醋酸于温度 40~45℃下循环搅拌清洗4~6 小时
4室温下自来水洗 2~4 小时
5GZ-1612  100﹪原液,直接配进槽内即可
二)换槽
1以各 5%醋酸与甲醇配置 OSP 主槽,于温度 40-45℃下循环搅拌清洗 2~4 小时
2室温下纯水洗 1~2 小时
3GZ-1612 原液配槽
三)制程维护
 
OSP 槽液管理 1. 浓度范围 100 ± 20
药水管理方式如下: OSP 浓度 > 110%  之后以 GZ-1612 A 铜稀释液 ( PH 2.0 ~2.4 ) 补充液面差OSP 浓度 < 110% 之后以 GZ-1612 原液直接补充液面差。
2. PH 值范围 3.00 ~ 3.80 (最佳:3.2-3.3)
若槽液 PH<3.2 以氨水少量(50ml)多次调整至 PH>3.2
若槽液 PH>3.4 以醋酸少量(100ml)多次调整至 PH<3.3
3.GT 值管控范围:7.0±2ml
GZ-1612B 添加补充(L)(分析值 – 7.0) × 槽体积÷ 100
若分析值>9.0ml 按添加公式计算量少量多次(100ml)缓慢添加若分析值<5.0ml 则用醋酸将槽液 PH 值降低 0.05
4.酸价范围 115-145(最佳 125-135)
槽体积 400L:每提升槽液酸价值 3.0 需添加醋酸 1L
每降低槽液酸价值 3.0 需添加氨水 100ml
5.硫酸根离子<100ppm
1ml 氯化钡水溶液滴入 20ml 槽液,不可出现白色混浊状若出现(白色不溶水)混浊状时则须立即当槽重新建浴。
制程管理 1水洗槽之进水量为 2 ~ 3 Turn/Hr;喷压为 1.5kg/cm2
2监控 OSP 槽之前后段水洗(DI Water) PH 4.30 ~ 8.0
3全线风刀请全开启以避免抽风马达损毁。
4微蚀槽之咬蚀量控制在 1 ~ 2 μm (40 ~ 80 μ inch)
5后段干燥设定温度 80~ 100℃ (请保持适当板距以避免卡板)
每日维护 1请早班 OSP 全线水洗段换水。
2请以 5%醋酸擦拭 OSP 槽后段传动滚轮及风刀上之结晶物。
3于停线后需将 OSP 槽内二组吸水滚轮取出浸泡于下方槽液中, 待生产前将滚轮取出装回原处即可。
4于生产时需维持板面干干状态进入 OSP 槽。
5启动全线传动并检视有无传动异常。
6、请早班 OSP 全线药液取样分析(微蚀率测定,裸铜板 OSP 膜测定..)
7、记录分析药液数据及膜厚于记录本中以便日后追踪。
8、生产过程中保持吸水海棉处于湿润状态,保证海棉的吸水性

六、重工方法
正常需重工板直接进行 OSP 制程即可; 对于氧化较严重时:
将欲重工板置入酸性除油剂 GZ-1611 原液约 60 秒后取出水洗。
将已去膜之重工板再次进行 OSP 制程即可。
七、产品保存条件
  1. 板经过有机保焊剂处理后,请尽速移至品检区进行FQC
  2. 板在品检区环境设定温度≦27℃及相对湿度≦70%  RH 之下在48小时内以真空包装方式进行保存。
  3. (第一项至第二项之经过总时间以不超过48小时)
  4. 经真空包装后请维持保存环境温度20~30℃及相对湿度40~70% RH
  5. 之下储存时间可达8-12个月。
  6. 此外在拆封后进行组装时,前后二次组装时间请勿超过48小时。
八、安全防护
操作时应配戴眼罩,胶手套及防护服,避免溶液接触眼睛及吸入气体. 避免槽液结晶,如遇结晶,应将液温
升高至操作温度,并搅拌后使用.
*详细请参见公司有关物料的 MSDS(物料安全使用手册).
九、过程检验
A、微蚀槽咬蚀量测定:
(一)材料
双面裸铜板 ( 10 × 10 cm )
(二)方法
开启设备,依操作规范设定全线速度。
取一片双面裸铜板从入料端送入从除油后水洗第二槽取出后吹干。
放于烤箱中烤 110℃/10 分钟,取出冷却 10 分钟后秤重W1。
再次从入料端送入后从微蚀槽后水洗第二槽取出吹干。
放于烤箱中烤 110℃/10 分钟,取出冷却 10 分钟后秤重W2。
(三)计算
咬蚀重量 ( μ inch)  = (W1–W2)×219.70
1 μm = μ inch/40
(四)管控范围:40-80μinch
B有机保焊剂
 
分析项目 分析方法 备注
槽液浓度 ﹪ 仪器设备
紫外光分光光谱仪(UV
1ml 微量吸管,100ml 定量瓶
检测方法
先将 UV 仪器波长调至 270nm 后暖机约 20~30mins
GZ-1612 槽液 (25 ± 1  ℃) 1ml 以纯水稀释至 100ml c.以水做空白校正得到 UV 的吸收值 abs
d.GZ-1612 有效浓度﹪= 70 × abs 3.管理范围
GZ-1612 浓度:100 ±20
 
PH 管理范围
3.00 ~ 3.80(建议控制 3.1-3.6)
PH 值调整
若槽液 PH<3.2 以氨水少量(50ml)多次调整至 PH>3.2
若槽液 PH>3.4 以醋酸少量(50ml)多次调整至 PH<3.3
 
酸价 药品:1 N NaOH
检测方法
5ml GZ-1612 槽液(25 ± 1℃),以水稀释至 50 mL 并均匀混合。
1 N NaOH 标准溶液滴定至PH 值爲 7.0 即爲终点
计算式:
(V mL × 56.11) /5 = 酸价
管理范围
115 ~ 145 (最佳:125 ~ 135)
 
GT 仪器设备
搅拌器、磁石、150ml 烧杯、10ml 吸量管、安全吸球
分析方法
GZ-1612 槽液 100ml 置于 150ml 烧杯中,放入磁石并开啓搅拌器
适度的循环搅拌。
于室温下以 10ml 吸量管吸取GZ-1612B 慢慢地滴入GZ-1612 槽液中。
以肉眼由上往下观看,当看不清楚磁石时即爲滴定终点。
管理范围5.0-9.0ml
 

C膜厚测定:
 
分析项目 分析方法 备注










OSP 膜厚测定
仪器设备
紫外光分光光谱仪(UV
100ml 量瓶
检测方法
先将 UV 仪器波长调至 270nm 后暖机约 20~30mins
取经过 GZ-1612 处理过的铜箔表面积 30cm2 的测厚板(若为双面铜板则裁成 3.0  × 5.0cm)浸泡于 50ml 5%盐酸水溶液中,并均匀摇动 3~5 分钟,使 GZ-1612 皮膜完全溶解
5%盐酸做空白校正得到 UV 的吸收值 abs
厚度 = 0.427  × abs
厚度范围0.15 ~ 0.35 um
 

D硫酸根离子测定:
 
分析项目
硫酸根离子 药品:
5% w/w 氯化钡标准液
分析步骤:
10 ml GZ-1612 槽液至 50 ml 烧杯中。
加入 1 ml 5% w/w 氯化钡标准液摇晃均匀 2 分钟。
以肉眼观察是否呈现混浊状(或出现白色沈淀物)
再加入 10ml 纯水于烧杯中,以肉眼观察是否混浊状消失。
判断图例:

OK             有硫酸根离子存在
管理范围:
不可出现混浊状或白色淀物。
十、制程问题与解答
 
处 理 方 法
OSP PH 过高 抽气量过大致槽液被浓缩
待机时间过长
调整适当抽气量
提高有效操作
OSP PH 过低 前段水洗槽带入酸
浓度调整剂添加过多
调整及增加风刀效率
依分析补充浓度调整剂
OSP 槽浓度过高 1.水份蒸发所致 调整适当抽气量
依分析补充浓度调整剂
板面回沾异物 滚轮反沾异物
OSP 槽吸水滚轮老化(裂痕)
每日保养以醋酸擦拭 OSP 槽后滚轮
过滤槽液
不生产时将 OSP 槽吸水滚轮取下浸泡槽液
定期更换吸水滚轮
白色粉状物析出 槽液浓度过高
PH 值过高
依分析补充浓度调整剂
调整适当抽气量
铜面色差 微蚀不均所致
OSP 膜不均所致
更新微蚀液并检查微蚀槽喷嘴是否阻塞
检查 OSP 槽前后段水洗槽 PH 是否异常
(DI PH 值操作范围 4.30 ~ 5.0)
检查板面是否以干干状态进入 OSP
OSP 槽液液位降低 抽气量过大
槽液带出量过大
槽体泄漏
调整适当抽气量
调整及增加风刀效率
修复泄漏问题
异常醋酸气味 抽气量不足
槽盖未密封
增加抽气量
检视每一槽盖以维持密封性
OSP , 铜面不均且有严重氧化 1.微蚀槽咬蚀量过低或微蚀槽无故开启,导致铜面上氧化处不上膜 检查微蚀槽是否有开启
检查咬蚀量是否正常,提高咬蚀量至上限
检查微蚀槽 Cu2+是否达到 25g/L,如达到
25g/L,则需重新建槽
膜厚异常 操作条件不适当
GZ-1612 浓度及 PH 过低
微蚀量不足
OSP 前后段水洗 PH 异常
OSP 槽吸水滚轮压力太大
回归建议操作条件
分析并补充 GZ-1612 原液
更新微蚀液并检查微蚀槽喷嘴是否阻塞
更换新 DI
调整适当滚轮压力


 
十一、包装及废液处理

包装:25公斤塑料桶包装,室内遮光存放,环境温度5-30
废液处理:
槽液含有铜离子、苯骈咪唑化合物与醋酸,当排放时必须先以硷将废液做中和与静置沉淀,得到的滤液再检测PH 值,符合排放标准始可放流,简单图示如下:

 

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