Дефиниција и принципОСП процес
ОСП је органска маска за лемљење, позната и као бакарна заштита. Једноставно речено, ОСП процес је узгој органског филма на чистој голој површини бакра хемијским методама. Овај слој филма има отпорност на оксидацију, отпорност на топлотни удар и отпорност на влагу, што може заштитити површину бакра од даљег рђе у нормалним условима. Принцип се заснива на хемијском везивању. Узимајући уобичајени азолни ОСП као пример, имидазолни прстен у органским једињењима алкилбензимидазола може да формира координациону везу са 3д10 електронима атома бакра, чиме се формирају комплекси алкилбензимидазола бакра. Током процеса премазивања, први слој се прво облаже, који адсорбује бакар. Затим се други слој молекула органског омотача комбинује са бакром, и овај процес се понавља све док се не формира структура од двадесет или чак стотина молекула органске превлаке. Коначно, на површини бакра се формира заштитни слој дебљине углавном између 0,2-0,5 µм. Штавише, због ван дер Валсове привлачности између дугих - алкил група и присуства бензенских прстенова, овај заштитни филм има добру отпорност на топлоту и високу температуру распадања. У окружењу заваривања при високим температурама, овај заштитни филм се може лако и брзо уклонити флуксом, омогућавајући изложеној чистој површини бакра да се повеже са растопљеним лемом у врло кратком временском периоду, формирајући чврст лемни спој.
Материјали за ОСП процес
ОСП има три главне врсте материјала: колофониј, активну смолу и азол. Тренутно широко коришћени су азолни ОСП. Азолни ОСП је прошао кроз око 5 генерација побољшања, које су назване БТА, ИА, БИА, СБА и најновији АПА. Азолна једињења припадају органским једињењима која садрже азот-, као што су органске кристалне базе бензотриазола и имидазола. Могу добро да приањају на голе бакарне површине и имају специфичност, само адсорбују бакар, а не адсорбују на изолационим премазима као што је маска за лемљење. Међу њима, бензотриазол ће формирати молекуларни танак филм на површини бакра. Током процеса монтаже, посебно током лемљења рефлов, овај танки филм је склон да испари на одређеној температури; Заштитни филм формиран од имидазолне органске кристалне базе на површини бакра је дебљи од филма бензотриазола и може издржати више термичких циклуса током процеса склапања.
Процес ОСП технологије
Претходна обрада:
Уклањање уља: Овај корак је кључан за уклањање загађивача као што су оксиди, отисци прстију и масноће које могу остати на површини бакра током претходног процеса, чиме се добија чиста бакарна површина. Коришћењем специјализованих одмашћивача, нечистоће као што су уљне мрље се уклањају са површине бакра хемијским реакцијама, пружајући добру основу за наредне процесе.
Микро корозија: Главна функција микро корозије је уклањање тежих оксида на површини бакра и формирање уједначено светле и грубе површине бакра. Оваква благо храпава површина може олакшати бољу адхезију и финију униформност накнадно израслог ОСП филма. Различита решења за микро нагризање могу изазвати различиту храпавост на површини бакра, што заузврат утиче на сјај и боју бакарне површине након формирања филма, јер храпавост може да промени индекс преламања и угао светлости. Обично се користи раствор за микро нагризање који садржи специфичне компоненте, а време обраде и температура се контролишу да би се постигли прецизни ефекти микро јеткања.
Прање киселином: Функција прања киселином је да темељно уклони остатке супстанци на површини бакра након микро корозије, осигуравајући да је површина бакра чиста и стварајући услове за несметан напредак следећег процеса. Раствор за кисељење може неутралисати и растворити нечистоће које могу остати током процеса микро јеткања, додатно оптимизујући површинско стање бакра.
Формирање филма: Уроните претходно обрађену штампану плочу у раствор који садржи једињења имидазола и друге адитиве. Под одговарајућом температуром, концентрацијом и условима контроле времена, једињења азола реагују са површином бакра и формирају провидну, густу и униформну органску маску за лем на површини бакра. Ово је основни корак ОСП процеса, који захтева строге параметре решења. Чак и мале промене у овим параметрима могу утицати на квалитет и дебљину формирања филма.
пост{0}}обрада
Прање водом: Након формирања филма, штампане плоче треба опрати водом, посебно дејонизованом водом, да би се уклонили заостали раствори и нечистоће на површини. пХ вредност воде након прања треба строго контролисати изнад 2,1 како би се спречило да превише кисели раствор за прање загризе и раствори ОСП филм, што резултира недовољном дебљином.
Сушење: Да би се осигурало да је слој премаза на плочи и унутар рупа сув, генерално се препоручује коришћење врућег ваздуха на 60-90 степени Ц око 30 секунди. Међутим, температура и време могу да варирају у зависности од ОСП материјала и потребно их је прилагодити у складу са стварном ситуацијом. Обрадом сушења, ОСП филм је чврсто причвршћен за површину бакра, завршавајући цео ОСП процес.
Предности ОСП процеса
Значајна исплативост{0}}: У поређењу са неким методама површинске обраде које користе племените метале или сложене процесе, као што је никловање/потапање злата, ОСП процес има ниже трошкове. Не захтева скупу опрему, цена материјала је релативно ниска, а процес је релативно једноставан, смањујући потрошњу енергије и трошкове рада у процесу производње. Веома је погодан за-производњу великих размера и има очигледне предности у областима осетљивим на трошкове као што је потрошачка електроника.
Добре перформансе заваривања: Бакарна површина третирана ОСП-ом има добру заварљивост током почетног заваривања, осигуравајући интегритет и поузданост лемних спојева. Код лемљења{1}}без олова, његове перформансе су подједнако одличне. Зато што током лемљења, ОСП филм се може брзо уклонити флуксом, омогућавајући да се лем директно залеми на бакар, а резултирајуће интерметално једињење бакра и калаја има јаку чврстоћу везивања.
Висока равност површине: Због изузетно танког ОСП филма, обрађена штампана плоча може одржати добру равност. Ово је веома корисно за уређаје са високим захтевима за монтажу, као што су интегрисана кола са паковањем финог корака, која могу ефикасно да избегну дефекте заваривања узроковане неравним површинама.
Еколошке предности: ОСП процес не користи токсичне или тешке металне материјале и усклађен је са еколошким прописима. У данашњем свету који је све више еколошки, ова предност чини ОСП технологију конкурентнијом у индустрији електронске производње.
Ограничења ОСП процеса
Ограничени век складиштења: ОСП филм ће постепено губити свој заштитни ефекат када је дуго изложен неповољним окружењима, што доводи до оксидације површине бакра и утиче на перформансе заваривања. Генерално, ОСП обрађене штампане плоче морају да се користе у року од 6 месеци након производње. А током процеса складиштења, површина ОСП не би требало да дође у контакт са киселим супстанцама, а температура не би требало да буде превисока, иначе ће ОСП испарити.
Лоша механичка издржљивост: ОСП филмски слој је веома танак и има ниску механичку чврстоћу, што га чини лаким за огреботине или оштећења током производње и руковања. Када се слој филма оштети, површина бакра се лако оксидира када је изложена ваздуху, што смањује квалитет заваривања. Због тога је потребан додатни опрез током рада и транспорта и потребно је предузети одговарајуће заштитне мере.
Потешкоће у тестирању и одржавању: Због провидне и безбојне природе ОСП филма, релативно је тешко прегледати и визуелно разликовати да ли је штампана плоча премазана ОСП-ом. Током процеса заваривања, потребан је јачи флукс да би се у потпуности елиминисао заштитни филм, иначе може лако довести до дефеката заваривања. Штавише, сам ОСП није-проводљив и није погодан за одређене сценарије апликација које захтевају посебне електричне перформансе. За имидазол ОСП, формирани дебели заштитни филм такође може утицати на електрична испитивања.
Сценарији примене ОСП процеса
У области потрошачке електронике, ОСП технологија се широко користи у производњи штампаних плоча бројних производа потрошачке електронике као што су мобилни телефони, таблети, лаптопови, даљински управљачи, играчке и једноставни калкулатори. Ови производи се обично масовно-производе са строгом контролом трошкова и умереним захтевима за перформансе. Предност у погледу трошкова ОСП технологије, добре перформансе заваривања и глатка површина савршено задовољавају ове потребе.
Производи са великим захтевима за простором: ОСП технологија такође има јединствене предности у неким малим електронским уређајима са изузетно захтевним просторним захтевима, као што су микросензори, мали Блуетоотх модули, уређаји који се могу носити, итд. Може да одржи равност површине штампане плоче, што је корисно за постизање распореда кола високе{1}}густине у ограниченом простору.