开云·kaiyun官方网站行业：水溶性有机可焊保护剂（OSP）

本文介绍了开云·kaiyun官方网站行业水溶性有机可焊保护剂（OSP）的基本情况和发展趋势，着重研究了一种铜/金选择性OSP体系。 本系统OSP方案稳定，易于控制。 它具有优异的金表面选择性和优异的可焊性。 解决了开云·kaiyun官方网站行业OSP存在的金面易镀金、高温变色不均等问题。

一、前言

近年来，电子产品和贴装技术对印刷电路板（开云·kaiyun官方网站）成品表面处理的要求越来越高，包括无铅、无卤素和高温可焊性。 由于各种缺点，传统的热风整平技术将逐渐被其他表面涂层技术所取代，如化学镀镍金、化学镀银、化学镀锡、有机防焊剂（OSP）等。 其中，OSP表面处理方式经过近几年的不断改进，技术日益成熟，价格低廉，成为众多企业首选的环保开云·kaiyun官方网站表面涂装方式之一。

水溶性OSP在业内也称为铜保护剂、铜表面抗氧剂。 它通过化学方法在裸铜上形成一层薄而均匀致密的有机保护膜。 保护膜在高温焊接时很容易被焊料推开，从而保证了铜面的可焊性。 OSP膜层的耐热性主要取决于所用的成膜剂。 目前，成膜剂经历了苯并三唑、烷基咪唑、苯并咪唑、烷基苯并咪唑和芳香族咪唑等五代更替。 目前市场上多采用第四代烷基苯并咪唑衍生物。 关于OSP成膜机理，众说纷纭。 有学者认为，咪唑类化合物与二价铜离子结合成膜； 也有学者认为，咪唑类化合物先与铜表面原子配位，然后单价铜离子与咪唑类化合物络合，进一步增膜。

目前OSP分为铜板OSP和铜金混载板选择性OSP。 也就是说，区别在于金表面是否沉积了薄膜。 市场上OSP的质量参差不齐。 有的虽有选择性，但存在铜表面易镀层、高温变色不均、槽液易结晶、工艺管理控制复杂等问题。 这些问题已经受到业界的广泛关注，大家都致力于开发性能更好的OSP技术。 本文介绍了一种铜/金选择性OSP体系的研究。

二、OSP技术概述

2.1 工艺流程

OSP的一般流程如下：

除油→水洗→微蚀→水洗→酸洗→水洗→OSP→水洗→强风干燥→热风干燥

本OSP系统的流程如下：

除油→水洗→微蚀→水洗→预浸水洗→OSP→水洗→强风干燥→热风干燥。

与原设备兼容性好，只需将酸洗段换成预浸段即可。

2.2 工艺原理

OSP工艺中，经过微刻蚀处理后的铜表面存在不同价态的铜（Cu0、Cu+和Cu2+）。 预浸液中的活性咪唑与铜表面的铜原子配位形成单分子层。 咪唑分子上的-NH脱氢后，继续与单价铜配位成键，从而在铜表面形成一层很薄的碱性有机膜。 当覆有碱性有机膜的铜面进入OSP主槽后，碱性有机膜在酸性条件下溶解，释放出一价铜离子。 铜离子并不快速扩散，而是停留在铜表面附近，直接与OSP溶液中的主要成膜物质结合，进入新形成的OSP薄膜。 当咪唑化合物铜有机络合物薄膜生长到一定程度时，由于溶液中没有过量的单价铜离子，薄膜厚度的增加主要依靠咪唑化合物分子间的范德华力和氢键。 当咪唑分子的沉积和脱附达到动态平衡时，膜厚不会增加。

三、开云·kaiyun官方网站技术优势

3.1 优异的铜/金选择性

一般在OSP处理后，铜/金混合载板回流焊高温处理，开云·kaiyun官方网站上的金面容易变色，即在金面上涂一层有机膜，不应该 涂层，在高温下发生氧化变色，导致质量问题。 这是因为铜/金混载板在OSP主槽酸浴正下方容易产生贾凡尼效应。 此时铜面起阳极作用，金面起阴极作用。 当铜溶解在镀液中，与镀液中的咪唑类化合物形成有机铜络合物膜时，同时会抛出电子，电子通过电路在金表面富集。 当镀液中存在Cu2+时，Cu2+会因获得电子而被还原，与咪唑类化合物络合沉积在金表面，导致金表面高温变色。 因此，随着OSP主槽中铜离子浓度的增加，这种现象更加明显。

此OSP系统专为铜/金混合载板设计，可大大避免金面覆膜。 一方面，它采用弱碱性预浸液代替原工艺中的酸洗，弱碱性溶液本身不会产生贾瓦尼效应，还能起到清洗金表面的作用。 另一方面，OSP主槽液中没有添加铜离子，预浸后带入槽液中的铜离子更少，可以从根本上解决贾凡尼效应引起的金变色问题。

3.2 优良的可焊性

OSP膜的作用是保护开云·kaiyun官方网站上干净的铜面在一定条件下不被氧化。 电子零件组装焊接前，可用助焊剂快速去除OSP膜，使开云·kaiyun官方网站上的铜面具有良好的可焊性，并能与熔融焊料形成牢固的焊点。 目前国内很多OSP产品的OSP薄膜回流焊后颜色变化不均，可焊性与国外开云·kaiyun官方网站大厂相比还有一定差距。 但经此OSP系统处理的铜面颜色变化在多次回流焊后是均匀的

3.3 其他优势

目前开云·kaiyun官方网站市场上的OSP主槽药液大多是由两种或两种以上的药液组成。 罐液的控制和添加比较麻烦，操作稍有不当，容易造成罐液不平衡。 OSP 系统不同。 主罐药液由单一药液组成，具有以下其他特点：工作温度低（34℃~38℃），挥发性小； 工艺参数控制简单。 只需要控制成膜剂的浓度、pH值和OSP膜厚； 浴液的缓冲性好； OSP膜厚调节方便，通过调节预浸或OSP的pH值可快速调节OSP膜厚。

这种OSP系统还有一大优点，就是稳定性比普通OSP产品要好，没有结晶现象。 实验表明，轮动辊反复浸入本系统的OSP浴液中，并在通风橱中放置一天。 滚筒烘干后无结晶析出，而普通OSP产品有结晶析出。

四、总结

随着开云·kaiyun官方网站电子产品向多功能、轻薄化方向发展，印制电路板也朝着高密度方向发展。 日本引进的有机可焊性保护剂替代热风整平的发展趋势越来越明显。 OSP工艺具有成本低、操作简单、槽液维护方便、适应绿色环保生产方式、满足RoHS指令、满足无铅时代要求等优点，因此OSP技术得到广泛应用 受到开云·kaiyun官方网站制造行业的使用和好评。 虽然目前的OSP工艺与其他金属的表面处理相比还存在一些不足，但其稳定性和可靠性随着技术的不断发展而不断提高，势必在开云·kaiyun官方网站最终表面处理的道路上越做越强 .