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有机耐热预焊剂

有机耐热预焊剂又称有机焊接保护剂(Organic Solder Protection,OSP),是20世纪90年代出现的铜表面有机助焊保护层技术,是通过化学的方法,在PCB的裸铜导条表面形成层厚 0.2~0.6um 的有机保护膜,这层保护膜能防止铜表面氧化并且有助焊功能,对各种焊糕均能兼容并能承受 PCB 生产过程中二次高温的冲击。目前,已在印制板行业普遍推广应用以代替热风整平工艺。用 OSP 涂覆后的 PCB 具有下列特点:

 

表面平整,特别适用于 SMB 的焊盘保护,保护期长(可达一年);

保护层具有良好的助焊性,并能承受二次焊接高温;

生产过程易控制,有利于环保;

成本低,仅为热风整平工艺的60%。

早期的有机耐热预焊剂是由普通的助焊剂改进而来的,即在助焊剂中添加耐热剂、抗氧剂,但效果差,不耐二次高温,仅适用于单面板。现行的OSP 则是由烷基苯骈咪唑有机化合物为主要成分,由有机酸、Pb2+、Cu2+、Zn2+等化合物组成,现对其成分及功能进行介绍。

(1)烷基苯骈咪唑是成膜的主要物质,当它的浓度为 1%~2%时,可以迅速与铜原子进行络合反应形 成保护膜,经一定温度的处理后,具有耐热性和可焊性。

(2)有机酸:由于烷基苯骈咪唑化合物难溶于水,故有机酸的加入可以增加它在水溶液中的溶解度。加工过程中可控制 pH 值来精确控制有机酸的加入量。

(3)Pb²+:印制板板加工过程中通常采用HSOO蚀刻处理,这些液中会带有SO2,但SO4混入后处理工序中会直接影响到烷基苯骈咪唑一铜络合物的形以及成膜的厚度。因此通过加适量的 Pb²+可以与 SO2反应生成不溶性的 PbSO4 沉淀,通过滤将其去除。

(4)Cu2+或Zn²*化合物:Cu2+或Zn2+的加入可以明显提高络合物的耐热性和成膜的厚度。

有机耐热预焊剂涂覆工艺如下:

PCB 蚀刻 → 水洗 → 纯水洗→涂覆 OSP(60) C,1~2min) 吹干→ 纯水漂洗(去掉多余的 OSP) 热风干燥(100℃,6s)。

目前,这种有机耐热预焊剂已广泛应用在 SMB 加工行业中。

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