OSP简介
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印刷电路板铜面有机保焊剂(OSP)介绍ENTEK PLUS CU-106A有机保焊剂(Organic Solderability Preservatives;OSP) (Organic Surface Protectant;OSP)PAGE : 0/ 31REVISION : B一、前言业界俗称的Entek是指美商Enthone公司近年来所提供一种“有机护铜剂＂之湿制程技术,目前正式的商品名称是Entek Plus CU-106A。
事实上这就是“有机保焊剂＂(Organic Solderability Preservatives;OSP)各类商品的一种(其余如欧洲流行的Shercoat，以及日本流行的Cucoat等)，是绿漆后裸铜待焊面上经涂布处理，所长成的一层有机铜错化物的棕色皮膜，电路板制程分类法将其归之为表面终饰Final Finish。
PAGE : 1/ 31REVISION : B此等OSP 制程的反应原理，是“苯基三连唑＂BTA(Benzo-Tri-Azo)之类的化学品，在清洁的铜表面上,形成一层错合物式具保护性的有机物铜皮膜(均0.35μm或14μin)。
一则可保护铜面不再受到外界的影响而生锈；二则其皮膜在焊接前又可被稀酸或助焊剂所迅速除去，而令裸铜面瞬间仍能展现良好的焊锡性；故正式学名称之为“有机保焊剂＂即着眼于后者之功能。
目前OSP 各种商品均已经过多次改进,实用上均可耐得住数次高温高湿环境的考验，得以维持不错的焊锡性。
故而某些讲究焊垫平坦性的主机板，与面积较大的附加卡(Add-on card)等板类，其等焊垫处理已逐渐选用OSP 制程，其目的当然是针对SMT 锡膏印刷与引脚放置平稳性的考量。
实际上其操作成本并不比喷锡便宜,不过在整体环保上似较有利PAGE : 2/ 31REVISION : B但当板面已有金手指或其他局部金面时，则经过OSP(Entek)流程后,该等镀金表面上也会生长出一层薄浅棕色的异常皮膜，不过在走过IR reflow后此浅棕色的异常皮膜会被去除.,然而一般比较挑剔外观的用户则很难放心允收。
PAGE : 3/ 31REVISION : BPAGE : 4/ 31REVISION : BENTEK PLUS CU-106AENTEK PLUS CU-106A ENTEK PLUS 是一种具有选择性保护铜面而又能维持铜垫及贯穿孔铜面之焊接性能的有机保焊剂(OSP-Oragnic Solderability Preservative)●在采用SMD表面黏装及混合安装技术时对铜面提供一耐热保护,防止铜面氧化而影响其焊接性能.●是热风平整(HAL)及金属表面之替代技术.PAGE : 5/ 31REVISION : BENTEK PLUS CU-106AENTEK PLUS CU-106A 事实上Entek 之所以能够让铜面抗氧化而不锈，除了皮膜厚度的保护外,结构式胺环上的链状衍生物“R Group＂,也决定了皮膜的保护能力与防止氧气渗透的功效。
不过但此层皮膜却与各种助焊剂遭遇时，却仍可保持其等应有的活性，换句话说此种皮膜仍可被助焊剂所清除，进而使清洁的铜面展现其良好的焊锡性。
PAGE : 6/ 31REVISION : B保焊剂生成之三阶段保焊剂生成之三阶段1. 护铜性化学品溶液先在铜面上扩散形成皮膜.2. 铜面吸收上述反应物.3. 出现化学反应.PAGE : 7/ 31REVISION : B保焊剂沉积基本原理保焊剂沉积基本原理* 沉积基本原理1.与表面金属铜产生络合反应.2.形成有机物-金属键(约1500AO 厚,0.15微米)硬度可达5H以上3.在BENZIMIDAZOLE上加厚至要求厚度.PAGE : 8/ 31REVISION : B有机保焊剂之种类有机保焊剂之种类类别＊防止氧化剂(Anti-Oxidants)-ENTEK CU-56＊松香树脂类有机预焊剂(Rosin/Resin Pre-Fluxes)＊水溶性预焊剂-有机保焊剂(OSP)-ENTEK PLUS CU-106APAGE : 9/ 31REVISION : B Cu-56 与Cu-106A比较Cu-56 与Cu-106A比较Cu-56为Mono Layer Cu只适合单次reflow Cu Cu-106A为Multi-Layer适合多次reflow(3~5次)PAGE : 10/ 31 REVISION : BPCB Surface Treatment之比较PCB Surface Treatment之比较Immersion goldSPEC.工作原理浸金/化金Ni : 120u ”(min)Au : 2u ”(min)Hot air Leveling 噴錫Entek (OSP)(保焊劑)100u ”(min)8u “~ 20u ”(0.2~0.5um)利用氧化､還原電位高､低原理,將鎳(Ni)離子､金(Au)離子沉積在銅面上.將高溫融錫融焊在銅面上形成銅-錫合金,藉高壓風刀將多餘融錫吹除.將有機保焊劑均勻塗佈在銅面上,形成保護膜.PAGE : 11/ 31 REVISION : B有机保焊剂之比较有机保焊剂之比较類別防止氧化劑Inhibitor 松香樹脂類有機預焊劑保焊劑(水溶性)厚度壽命可配合使用之助焊劑IR Reflow 次數50 -200 Ao3-6月1-2 微米0.2-0.5 微米(2000 -5000 A o)6 個月6 個月一次最高三次最低三次所有類型松香/樹脂所有類型PAGE : 12/ 31 REVISION : B有机保焊剂之装配可行性有机保焊剂之装配可行性裝配焊接方式保焊劑(水溶性)松香樹脂預焊劑雙面SMT表面黏著-松香型防止氧化劑助焊劑類別-免洗型-水溶性型單面波峰焊-松香型-免洗型-水溶性型◎= 優, ○= 良, △= 可, X = 劣X○△X X △◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎X◎PAGE : 13/ 31 REVISION : B有机保焊剂之装配可行性有机保焊剂之装配可行性裝配焊接方式保焊劑(水溶性)松香樹脂預焊劑-松香型防止氧化劑助焊劑類別-免洗型-水溶性型混合技術-松香型-免洗型-水溶性型◎= 優, ○= 良, △= 可, X = 劣△X ◎◎◎◎◎◎◎X◎雙面波峰焊○X X △X X △PAGE : 14/ 31 REVISION : BPCB Surface Treatment之优、缺点比较PCB Surface Treatment之优、缺点比较* 表“优势点＂項目Hot Air Leveling Entek(Cu 106A)平整性IMC介面合金化合物方法(影響焊錫性)製程環保問題耐高溫(IR REFLOW)Immersion Gold 儲存時間價格* Good * Good Bad * 無有有* 無有有三次* 多次* 多次* 6 個月* 6個月* 6個月* 較低* 較低高PAGE : 15/ 31 REVISION : BCOMPARISON IN DIFFERENT FINISH TYPECOMPARISON IN DIFFERENT FINISH TYPE Finish ENTEK Cu-106A ENTEK Cu-56Immersion Gold Selective Solder HAL Fusing properties OrganicOrganicEL-Ni/AuPlating Sn/Pb reflowFusing Sn/Pb alloyPlating Sn/Pb reflowflatnessGood Good Good Fair Bad Fair 1.Shelf life half year1.Shelf life half year1.High cost 1.High cost 1.Uneven 1.S/M fold2.Solder pot contamination2.Long process 2.IMC 2.S/M peeling 2.Easy scratch 2.Easy scratch3.Can not baking and aging3.Difficulty control3.Thermal Shock 3.Excess solder 3.Only single soldering4.Insutable fine pitch 4.IMCanic solvent IPA5.Insuitable fine lineConcern PointPAGE : 16/ 31 REVISION : BFinishENTEK Cu-106A ENTEK Cu-56Immersion Gold Selective Solder HAL Fusing 1.Flatness1.Flatness 1.Flatness 1.Sn/Pb thick& flat1.Low cost1.Heavy boardCharacteristicfeature2.No IMC 2.No IMC 2.COB2.Thin IMC2.Popular3.Low cost3.Low cost3.Free solderpaste printing 3.Good solderability Application1.Double SMT 1.One time IRor wavesoldering 1.COB 1.Fine pitch Back panel2.Fine pitchWave soldering2.TABCOMPARISON IN DIFFERENT FINISH TYPECOMPARISON IN DIFFERENT FINISH TYPEPAGE : 17/ 31 REVISION : BENTEK Process SequenceENTEK Process Sequence Process Step Characteristic Measurement Method CleanerConcentrationTemperatureLab Titration Digital ReadoutWater RinseMicroetch Etch rate Concentration Cu Content TemperatureWeight loss Lab Titration Lab Titration Digital ReadoutWater RinsePAGE : 18/ 31 REVISION : BENTEK Process SequenceENTEK Process Sequence Process Step Characteristic Measurement MethodH 2SO 4H 2SO 4ConcentrationLab TitrationWaterRinseWater Rinse Concentration Total AcidityPHTemperature Deposition Thickness Lab Titration Lab Titration PH meter Digital Readout Lab TitrationENTEK Water RinseDryPAGE : 19/ 31 REVISION : B使用ENTEK 产品对装配线之优点使用ENTEK 产品对装配线之优点●提高线路板之生产能力(与HAL板比较)-SMT之铜垫表面平整-有利于网印锡膏-可控制锡膏量-明显减低精密零件移位之机会-提高一次过把零件焊接成功之比率PAGE : 20/ 31 REVISION : B使用ENTEK 产品对装配线之优点使用ENTEK 产品对装配线之优点●与SMT及混合焊接技术相容●与所有类型之助焊剂相容●提高线路板之可靠度-减低离子污染-加强SMT零件焊接之强度-保持线路板之线性稳定性(X-Y轴)-保持线路板之结构稳定性(Z-轴)PAGE : 21/ 31REVISION : BENTEK板与焊接用物料之相容性ENTEK板与焊接用物料之相容性●锡膏-与所有类型都相容(包括有机酸(OA),松香轻度活跃(RMA),不用清洗(NC)及不用清洗低固体含量(LR)型)●去除-可使用任何有机溶剂去除Entek (酒精,IPA, 酸性溶剂……)PAGE : 22/ 31 REVISION : BENTEK板与焊接用物料之相容性ENTEK板与焊接用物料之相容性●双波焊-与所有类型之助焊剂都相容(包括有机酸(OA), 松香轻度活跃(RMA)及合成活跃型(SA)-基本上低固体含量,不用清洗之助焊剂(LSF)活性比松香型稍差. * 过完wavesoldering 后,Entek 已经被去除.PAGE : 23/ 31REVISION : BENTEK 产品Assembly注意事项ENTEK 产品Assembly注意事项1. 最好 6 个月内上件完毕.2. Fiducial Mark 为裸铜,CCD对比需调整.PAGE : 24/ 31REVISION : BENTEK 产品Assembly注意事项ENTEK 产品Assembly注意事项3. Assembly 前不烘烤,使用前才拆封,最好在24 hr＇s内上件完成(单面SMD),或于第一面上件完成后24 hr＇s 内上完第2面(Notebook)*若有需要烘烤时请不要超过1小时(150℃)PAGE : 25/ 31REVISION : B4. Assembly 后露出之裸铜部份,最好喷上一层Epoxy或印Solder paste (Test pad,Test via , Tooling hole ).ENTEK 产品Assembly注意事项ENTEK 产品Assembly注意事项PAGE : 26/ 31REVISION : BENTEK 板子之存贮寿命ENTEK 板子之存贮寿命● 6 个月(环境:20~30℃,40~70%相对湿度).●比其它类型之保焊膜更坚固.●可以重工.PAGE : 27/ 31 REVISION : BT h i c k n e s s (m i c r o n s )Heat Treatment Time (hours)24680.050.300.350.250.200.150.10Entek Plus Cu-106AThickness vs Heat Treatment Time at 150℃PAGE : 28/ 31 REVISION : BEntek Plus Cu-106ACOATING THICKNESS ON COPPER AND GOLD# OF SMT Reflows0.10.20.30.40.5013M i c r o n sCopperGold0.300.330.020.28PAGE : 29/ 31 REVISION : BEntek Plus Cu-106AENTEK THICKNESS(MICRONS)0.380.320.50.421.10.850.91.2CONTACT RESISTANCE VS. ENTEK PLUS THICKNESSM i l i -o h m s0.20.40.60.811.21.41.61.820.030.040.080.10.170.20.30.55结论:G/F 板子Gold finger处外观会受影响,但无功能问题Entek有阻值影响,ASSEMBLY后,注意测试问题,建议使用尖针或爪针测试(只作IR REFLOW且TEST PAD无锡状况)Assembly 前不烘烤,使用前才拆封,最好在24 hr＇s内上件完成(单面SMD),或于第一面上件完成后24hr＇s 内上完第2面(Notebook),若有状况时,建议先将板子置放于环境较佳处,以延长上件时间.PAGE : 30/ 31REVISION : BPAGE : 31/ 31 REVISION : B Preferred Preferred AcceptableAcceptable NotAcceptable Not Acceptable NotAcceptableNot Acceptable。
