OSP PCB:効果的な PCB 表面仕上げ

大気中の水分にさらされると銅がどうなるか知っていますか?急速に酸化し、すべての特性を失う可能性があります。銅コーティングを施した PCB にも同じことが当てはまります。

また、銅は化学反応が激しく、はんだ付けによる高温の影響を受けやすいためです。そこで重要な問題は、銅 PCB を保護するために何が必要かということです。

必要なのは表面仕上げのコーティングです。また、今日では多くの表面仕上げが利用可能ですが、予算にやさしい OSP に焦点を当てます。

この記事では、OSP のすべてを紹介し、他の表面仕上げと比較します。

OSP とは?

Organic Solderability Preservative (OSP) は、環境に優しく費用対効果の高い有機層です。この有機層は、吸収によって銅表面に結合することができます。興味深いことに、この層は他の表面仕上げと同じ品質を提供します.

ただし、OSP は、露出した銅を処理するためのより恒久的なソリューションを提供します。また、有機層は他の表面と相互作用できないため、はんだ付けや OSP PCB からのフラックスの除去が容易になります。

はんだフラックス

1970 年代に OSP 式の最初のインスタンスを使用しました。しかし、これらの式は弱く、下位のデバイスでしか機能しませんでした。しかし、より高度な OSP フォーミュラは耐久性を改善し、より高度なデバイス操作を処理できます。

OSPの主な資料

OSP フォーミュラは、主要な材料としてロジン、アゾール、および活性樹脂を使用します。ロジン素材は、フラックス処理に適用できるコーティングのように機能します。

ロジン

興味深いことに、アゾールは複素環窒素を含む水性化合物です。これらの化合物は、銅表面との素晴らしい相乗効果があるため役立ちます。この相乗効果により、吸収プロセスが開始され、保護フィルムが作成されます。

また、作成する保護フィルムは、使用するアゾール化合物の種類によって異なります。アゾールには、ベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、イミダゾールの 3 種類があります。ベンゾトリアゾールを使用すると薄膜ができますが、イミダゾールを使用すると厚い膜になります.

最後に、酸または他の溶液で表面をすすぐ必要があります。その結果、OSP 仕上げを追加する前に、地形的にキャラクターを強化するのに役立ちます.

アシッド

OSPの製造工程

OSP の製造工程には、油分除去、微細腐食、皮膜形成の 3 つの段階があります。

ステージ 1:オイルの除去

高品質の保護フィルムが必要な場合は、すべての汚染物質と油を除去することが重要です。そうしないと、不均一なフィルムになってしまいます。

幸いなことに、不均一なフィルムを避ける方法があります。まず、油除去溶液の濃度を制御する必要があります。次に、プロセスを検査して問題がないかどうかを確認します。

オイル除去の効果が低いことに気付いた場合は、この目的専用の化学薬品ですばやく交換する必要があります.

ステップ 2:微小腐食

微細腐食は、自然な銅表面を作成することを目的としています。また、OSP の形成速度に直接影響します。さらに、安定した膜厚が必要な場合は、マイクロ腐食の厚さを制御することが重要です。

また、微小腐食を維持するための許容範囲は 1.0um から 1.5um の間です。メンテナンス値を取得したら、微小腐食率を簡単に測定できます。

ステップ 3:フィルム形成

フィルムを形成する前後に DI 洗浄を使用することが重要です。また、溶液の PH を 4.0 ～ 7.0 に制限する必要があります。そうしないと、フィルム形成用の溶液が汚染されます。

ここで、OSP プロセスが複雑になります。まず、溶接性能に影響を与えないようにフィルムの厚さを制御する必要があります。理想的な厚さは、0.2um から 0.5um の間です。

注:フィルムが薄いほど、得られる OSP の利点は少なくなります。たとえば、熱衝撃容量や酸化保護が低下する可能性があります。また、フィルムを形成した後は必ず DI 洗浄を使用してください。

OSP の利点

OSP の主なセールス ポイントは、処理の容易さと低コスト要件です。これら 2 つの利点により OSP は非常に人気がありますが、その他の利点により、OSP は優れた表面仕上げになっています。

1. OSP は水性コンパウンドを使用するため、環境にやさしい表面処理プロセスになります。したがって、OSP PCB を環境に優しい電子製品として分類できます。

水性コンパウンド

2. OSP PCB は保管寿命が長い。したがって、摩耗や裂傷に屈することはほとんどありません。

3. 製造工程が簡単です。また、これらのボードはほとんどメンテナンスを必要とせず、必要に応じて簡単に再加工できます。

PCB製造

4. 損傷した OSP 表面コーティングの修復は、費用がかからず、複雑でもありません。

5. OSP基板にはソルダーマスクインクは必要ありません。それは、ほとんどの OSP の単純な化合物がこのタスクを処理できるからです。ただし、一部の化学薬品には少量のはんだマスク インクが必要な例外的なケースがあります。

6. OSP ボードは、特にはんだ付け領域で卓越した性能を発揮します。

OSP の短所

OSP 表面仕上げは最高の仕上げの 1 つですが、いくつかの欠点があります。これらの欠点は次のとおりです。

1. OSP 仕上げは傷つきやすいため、特別な注意が必要です。

2. OSP コーティングされた PCB でメッキ スルー ホールを使用することはできません。

3. OSP PCB の厚さを測定することも困難です。

OSP PCB を使用する前に考慮すべきその他の要因

PCB の重大な損傷を避けるために考慮すべき要素をいくつか示します。

OSP PCB の保管

OSP PCB は長期間使用できますが、それは慎重に扱った場合に限ります。 OSPから作られた防腐剤は強力ですが薄いです。したがって、これらのボードを輸送および操作する際には、特に注意が必要です。

そうしないと、防腐剤が壊れてボードが役に立たなくなります。また、OSP PCB を高温または多湿の場所に長期間保管しないようにする必要があります。そうしないと、酸化の可能性が高まり、はんだ付け性が低下します。

温度ハザードサイン

ただし、次の保管原則に従うことで、これらすべてを回避できます。

1. 基板の保管には、乾燥剤と湿度表示カード付きの真空パッケージを使用してください。複数のボードを積み重ねる場合は、摩擦を避けるためにそれらの間にリリース カードを置きます。

2. OSP PCB を直射日光にさらさないでください。たとえば、理想的な保管環境の相対湿度は 30 ～ 70%、相対湿度は 15 ～ 30 ⁰ です。 C 温度、最大 12 か月の保管期間。

OSP ボードのはんだ付け後に起こりうる問題

PCBはんだ付け

はんだ付け後に OSP ボードの色が変わるのは正常です。ただし、それが肯定的な結果であるか問題であるかは、2 つの状況で示されます。

注:色の変化は、防腐剤の厚さ、異常な汚染物質、はんだ付け時間、またはマイクロ エッチングの量によって発生する可能性があります。

はんだ付け環境

状況 1 は許容できる状況です。これは通常、フラックスがはんだ付け性能を保護する酸化を除去するときに発生します。

しかし、状況 2 は良い状況ではありません。これは、完全性が損なわれた OSP ボードを使用していることを意味します。その結果、フラックスは酸化を除去できず、はんだ付け性能が低下します。

幸いなことに、状況 2 を回避するために実行できる特定のアクションがあります。これらのアクションには以下が含まれます:

1. 特定の制限内に維持することで、OSP の厚さを常に制御します。

2. また、マイクロ エッチング プロセスを特定の範囲に限定してください。

3. 最後に、はんだ付け性の問題を回避するために、PCB 製造中にすべての汚染物質を除去します。

どちらが優れているか:ENIG、OSP、または HASL

ENIG (無電解ニッケル/イマージョン ゴールド) は、世界で最高の平坦な表面と鉛フリーの表​​面仕上げです。優れた機能と耐久性を提供します。ただし、他の表面仕上げオプションに比べて高価であり、見つけるのが困難です。

一方、OSP は、パフォーマンスを犠牲にすることなく、より安価な代替手段を提供します。また、鉛フリーで、長期間使用できます。

最後に、鉛を含むオプションを気にしない場合は、HASL (熱風はんだレベリング) が最適です。また、HASL は回路基板に高層のストレスを与え、信頼性の問題を引き起こします。

切り上げ

PCB

OSP は、安価で効果的な優れた表面仕上げが必要な場合に最適です。また、銅との接着力が優れており、他の表面と相互作用しません。

OSP PCBには防腐剤が弱い場合がありますが、適切に管理できれば問題はありません.
OSP PCB を製造しますか?お気軽にお問い合わせください。