Definicija i principOSP proces
OSP je organska maska za lemljenje, poznata i kao bakarna zaštita. Jednostavno rečeno, OSP proces je uzgoj organskog filma na čistoj goloj bakrenoj površini pomoću kemijskih metoda. Ovaj sloj filma ima otpornost na oksidaciju, otpornost na toplotni udar i otpornost na vlagu, što može zaštititi površinu bakra od daljeg hrđanja u normalnim uvjetima. Princip se zasniva na hemijskom vezivanju. Uzimajući uobičajeni azolni OSP kao primjer, imidazolni prsten u organskim jedinjenjima alkilbenzimidazola može formirati koordinacionu vezu sa 3d10 elektronima atoma bakra, čime se formiraju kompleksi alkilbenzimidazola bakra. Tokom procesa premazivanja, prvi sloj se prvo oblaže, koji adsorbuje bakar. Zatim se drugi sloj molekula organskog omotača sjedinjuje s bakrom i ovaj proces se ponavlja sve dok se ne formira struktura od dvadeset ili čak stotina molekula organske prevlake. Konačno, na površini bakra se formira zaštitni sloj debljine uglavnom između 0,2-0,5 µm. Štaviše, zbog van der Waalsove privlačnosti između dugih - alkil grupa i prisustva benzenskih prstenova, ovaj zaštitni film ima dobru otpornost na toplinu i visoku temperaturu raspadanja. U okruženju zavarivanja pri visokim temperaturama, ovaj zaštitni film može se lako i brzo ukloniti pomoću fluksa, omogućavajući izloženoj čistoj bakrenoj površini da se veže sa rastopljenim lemom u vrlo kratkom vremenskom periodu, formirajući čvrst lemni spoj.
Materijali za OSP proces
OSP ima tri glavne vrste materijala: kolofonij, aktivnu smolu i azol. Trenutno široko korišteni su azolni OSP. Azolni OSP je prošao kroz oko 5 generacija poboljšanja, koje se nazivaju BTA, IA, BIA, SBA i najnoviji APA. Azolna jedinjenja pripadaju organskim jedinjenjima koja sadrže azot-, kao što su benzotriazol i imidazolne organske kristalne baze. Mogu dobro prianjati na gole bakarne površine i imaju specifičnost, samo adsorbiraju bakar, a ne adsorbiraju na izolacijskim premazima kao što je maska za lemljenje. Među njima, benzotriazol će formirati molekularni tanki film na površini bakra. Tokom procesa montaže, posebno tokom lemljenja reflow, ovaj tanki film je sklon da ispari na određenoj temperaturi; Zaštitni film formiran od imidazolne organske kristalne baze na površini bakra je deblji od onog kod benzotriazola i može izdržati više termičkih ciklusa tokom procesa sklapanja.
Proces OSP tehnologije
Prethodna obrada:
Uklanjanje ulja: Ovaj korak je ključan za uklanjanje zagađivača kao što su oksidi, otisci prstiju i masnoće koje mogu ostati na površini bakra tokom prethodnog procesa, čime se dobija čista bakarna površina. Korištenjem specijaliziranih odmašćivača, nečistoće kao što su uljne mrlje uklanjaju se s površine bakra putem kemijskih reakcija, pružajući dobru osnovu za naredne procese.
Mikrokorozija: Glavna funkcija mikrokorozije je uklanjanje težih oksida na površini bakra i formiranje jednolično svijetle i hrapave površine bakra. Takva malo hrapava površina može olakšati bolje prianjanje i finiju uniformnost naknadno izraslog OSP filma. Različita rješenja za mikro jetkanje mogu uzrokovati različitu hrapavost na površini bakra, što zauzvrat utječe na sjaj i boju površine bakra nakon formiranja filma, jer hrapavost može promijeniti indeks loma i ugao svjetlosti. Obično se koristi rastvor za mikro jetkanje koji sadrži specifične komponente, a vreme obrade i temperatura se kontrolišu kako bi se postigli precizni efekti mikro jetkanja.
Kiselinsko pranje: Funkcija pranja kiselinom je da temeljito ukloni ostatke supstanci na površini bakra nakon mikrokorozije, osiguravajući da je površina bakra čista i stvarajući uslove za nesmetan napredak narednog procesa. Otopina za kiseljenje može neutralizirati i otopiti nečistoće koje mogu ostati tokom procesa mikro jetkanja, dodatno optimizirajući površinsko stanje bakra.
Formiranje filma: Uronite prethodno obrađenu štampanu ploču u rastvor koji sadrži jedinjenja imidazola i druge aditive. Pod odgovarajućom temperaturom, koncentracijom i uslovima kontrole vremena, azolna jedinjenja reaguju sa površinom bakra i formiraju prozirnu, gustu i jednoliku organsku lemnu masku na površini bakra. Ovo je ključni korak OSP procesa, koji zahtijeva stroge parametre rješenja. Čak i male promjene u ovim parametrima mogu utjecati na kvalitetu i debljinu formiranja filma.
post{0}}obrada
Pranje vodom: Nakon formiranja filma, štampane ploče treba oprati vodom, posebno dejonizovanom vodom, kako bi se uklonili zaostali rastvori i nečistoće na površini. pH vrijednost vode nakon pranja treba strogo kontrolirati iznad 2,1 kako bi se spriječilo da previše kiseli rastvor za pranje zagrize i otopi OSP film, što rezultira nedovoljnom debljinom.
Sušenje: Kako bi se osiguralo da je sloj premaza na ploči i unutar rupa suv, općenito se preporučuje korištenje vrućeg zraka na 60-90 stepeni C oko 30 sekundi. Međutim, temperatura i vrijeme mogu varirati ovisno o OSP materijalu i potrebno ih je prilagoditi prema stvarnoj situaciji. Obradom sušenja, OSP film je čvrsto pričvršćen za bakarnu površinu, dovršavajući cijeli OSP proces.
Prednosti OSP procesa
Značajna isplativost-: U poređenju sa nekim metodama površinske obrade koje koriste plemenite metale ili složene procese, kao što je niklovanje/potapanje zlata, OSP proces ima niže troškove. Ne zahtijeva skupu opremu, cijena materijala je relativno niska, a proces je relativno jednostavan, smanjujući potrošnju energije i troškove rada u procesu proizvodnje. Veoma je pogodan za-proizvodnju velikih razmera i ima očigledne prednosti u oblastima osetljivim na troškove kao što je potrošačka elektronika.
Dobre performanse zavarivanja: Bakarna površina tretirana OSP-om ima dobru zavarljivost tokom početnog zavarivanja, osiguravajući integritet i pouzdanost lemnih spojeva. Kod -lemljenja bez olova, njegove performanse su jednako odlične. Budući da se tokom lemljenja OSP film može brzo ukloniti fluksom, što omogućava da se lem direktno zalemi na bakar, a rezultirajuća intermetalna smjesa bakra i kalaja ima jaku čvrstoću vezivanja.
Visoka ravnost površine: Zbog izuzetno tankog OSP filma, obrađena štampana ploča može održati dobru ravnost. Ovo je veoma povoljno za uređaje sa visokim zahtevima za montažu, kao što su integrisana kola sa finim pakovanjem, koji mogu efikasno da izbegnu defekte zavarivanja uzrokovane neravnim površinama.
Ekološke prednosti: OSP proces ne koristi toksične ili teške metalne materijale i usklađen je sa ekološkim propisima. U današnjem svijetu koji je sve ekološki osviješteniji, ova prednost čini OSP tehnologiju konkurentnijom u industriji elektronske proizvodnje.
Ograničenja OSP procesa
Ograničeni vek skladištenja: OSP film će postepeno gubiti svoj zaštitni efekat kada je dugo izložen nepovoljnim okruženjima, što dovodi do oksidacije površine bakra i utiče na performanse zavarivanja. Općenito, OSP obrađene štampane ploče moraju se koristiti u roku od 6 mjeseci nakon proizvodnje. A tokom procesa skladištenja, površina OSP ne bi trebala doći u kontakt sa kiselim tvarima, a temperatura ne bi trebala biti previsoka, inače će OSP ispariti.
Slaba mehanička izdržljivost: OSP filmski sloj je vrlo tanak i ima nisku mehaničku čvrstoću, što ga čini lakim za ogrebotine ili oštećenja tokom proizvodnje i rukovanja. Jednom kada se sloj filma ošteti, površina bakra se lako oksidira kada je izložena zraku, što smanjuje kvalitetu zavarivanja. Zbog toga je potreban dodatni oprez tokom rada i transporta i potrebno je poduzeti odgovarajuće zaštitne mjere.
Poteškoće u testiranju i održavanju: Zbog prozirne i bezbojne prirode OSP filma, relativno je teško pregledati i vizualno razlikovati da li je štampana ploča presvučena OSP-om. Tokom procesa zavarivanja potreban je jači fluks kako bi se u potpunosti eliminirao zaštitni film, inače može lako dovesti do defekta u zavarivanju. Štaviše, sam OSP nije-provodljiv i nije pogodan za određene scenarije aplikacija koje zahtijevaju posebne električne performanse. Za imidazol OSP, formirani debeli zaštitni film može također utjecati na električna ispitivanja.
Aplikacioni scenariji OSP procesa
U oblasti potrošačke elektronike, OSP tehnologija se široko koristi u proizvodnji štampanih ploča brojnih proizvoda potrošačke elektronike kao što su mobilni telefoni, tableti, laptopi, daljinski upravljači, igračke i jednostavni kalkulatori. Ovi proizvodi se obično -proizvode sa strogom kontrolom troškova i umjerenim zahtjevima za performanse. Troškovna prednost OSP tehnologije, dobre performanse zavarivanja i glatka površina savršeno zadovoljavaju ove potrebe.
Proizvodi sa velikim zahtjevima za prostorom: OSP tehnologija također ima jedinstvene prednosti u nekim malim elektronskim uređajima sa izuzetno zahtjevnim prostornim zahtjevima, kao što su mikrosenzori, mali Bluetooth moduli, uređaji koji se mogu nositi, itd. Može održati ravnost površine štampane ploče, što je korisno za postizanje rasporeda kola visoke{1}}gustine u ograničenom prostoru.