عملية المعالجة السطحية لثنائي الفينيل متعدد الكلور OSP

ما هو تشطيب السطح OSP؟

عند صنع لوحات الدارات المطبوعة (PCBs)، تعتبر المعالجة السطحية خطوة مهمة. وهذا يحدد مدى جودة توصيل اللوحة بالأسلاك، ومدة استمرارها، ومدى موثوقيتها. OSP (وهي مادة حافظة لقابلية اللحام العضوية) رائعة جدًا. إنها عملية تستخدم المواد الكيميائية لتشكيل طبقة واقية عضوية رقيقة جدًا على الأسطح النحاسية النظيفة. تشبه هذه الطبقة حارسًا صغيرًا يحمي النحاس من التأكسد. وعندما يحين وقت اللحام، يكون من السهل جدًا إزالتها بفضل التدفق الذي يعمل بسحره في درجات الحرارة العالية. وهذا يعني أن الأسطح النحاسية مكشوفة، مما يجعل نتائج اللحام ممتازة.

كيف يعمل نظام التشغيل OSP

The main components of OSP solutions are alkyl benzimidazole compounds, such as benzotriazole (BTA) and imidazole. These compounds form a stable complex protective layer through coordination bonds with copper atoms. The latest generation of APA-series OSP solutions has a thermal decomposition temperature of up to 354.7°C, fully meeting the requirements for multiple reflows in lead-free soldering.

التدفق التفصيلي لعملية OSP

الخطوة 1: التنظيف

• قبل البدء في عملية OSP، يجب تنظيف السطح النحاسي لثنائي الفينيل متعدد الكلور.سيؤدي ذلك إلى إزالة أي بقع زيتية أو بصمات أصابع أو ملوثات أخرى.هذه الخطوة ضرورية لضمان التصاق موحد وقوي لطبقة OSP بالسطح النحاسي.

الخطوة 2: الغسل بالحمض

• بعد النقش الدقيق، يتم غسل ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالحمض.وهذا يتخلص من أي بقايا عوامل الحفر الدقيق أو أي شوائب أخرى قد تكون على سطح النحاس.تعمل هذه العملية على التأكد من نظافة سطح النحاس، مما يساعد على تشكيل طلاء OSP بالتساوي.

الخطوة 3: طلاء OSP

• بمجرد تنظيفها وتحضيرها، يتم غمر ثنائي الفينيل متعدد الكلور في حمام يحتوي على محلول OSP.ويشكل هذا المحلول، الذي يتكون عادةً من مركبات عضوية، طبقة عضوية موحدة على سطح النحاس.يتراوح سمك هذه الطبقة عادةً بين 0.15 و0.35 ميكرون. تساعد هذه السماكة على منع تأكسد سطح النحاس أثناء تخزينه أو نقله.

الخطوة 4: الشطف والتجفيف

• بعد تطبيق طلاء OSP، يتم شطف ثنائي الفينيل متعدد الكلور لإزالة أي محلول OSP غير متفاعل تليه عملية تجفيف.تضمن هذه الخطوة ثبات وتوحيد طبقة OSP.

الخطوة 5: ما بعد العلاج

• وبمجرد تجفيفها، قد تخضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور لخطوات إضافية بعد المعالجة، مثل عمليات الفحص للتحقق من سماكة طبقة OSP وتوحيدها، مما يضمن استيفاءها لمعايير الجودة المحددة.

الخطوة 6: اللحام

• أثناء عملية تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور، عندما يلزم لحام المكونات، تتكسر طبقة OSP بسبب الحرارة الناتجة عن اللحام والتدفق. وهذا يجعل سطح النحاس نظيفًا، مما يساعده على الالتصاق باللحام. وهذا يجعل وصلات اللحام موثوقة.

مزايا ومحدودية تشطيب سطح OSP

المزايا:il مطابقة المتطلبات:

• الفعالية من حيث التكلفة: Saves 30–50% compared to processes like ENIG.
• تسطيح ممتاز: Film thickness of only 0.2–0.5 μm, suitable for BGAs with pitches below 0.4 mm.
• الملاءمة البيئية: عملية قائمة على الماء مع معالجة بسيطة لمياه الصرف الصحي، متوافقة مع معايير RoHS وWEEE.
• قابلية لحام جيدة: يحافظ على أداء لحام ممتاز لمدة تصل إلى 6 أشهر في ظروف التخزين المناسبة.
• توافق العمليةمتوافق تمامًا مع اللحام الموجي، ولحام إعادة التدفق، واللحام الانتقائي، وعمليات أخرى.

القيود:il متطلبات المطابقة:

• حماية مادية محدودة: يمكن خدش الفيلم الناعم بسهولة أثناء التعامل معه.
• متطلبات التخزين الصارمة: يجب تخزينها في بيئة ذات درجة حرارة ورطوبة ثابتة، الرطوبة الموصى بها <60٪ رطوبة نسبية.
• صعوبة الفحص البصري: غشاء شفاف يجعل من الصعب تحديد مشاكل الأكسدة بالعين المجردة.
• حدود إعادة التدفق المتعدد: Typically withstands only 3–5 reflow soldering processes.

مقارنة متعمقة بين التشطيبات السطحية OSP والتشطيبات السطحية الأخرى

1. تسوية لحام الهواء الساخن بالهواء الساخن (HASL)

مبدأ العملية: يتم غمر ثنائي الفينيل متعدد الكلور في لحام منصهر (رصاص أو خالي من الرصاص)، ثم يتم تسوية السطح باستخدام سكين الهواء الساخن.

المزايا:

• إحدى عمليات تشطيب الأسطح الأقل تكلفة.
• موثوقية لحام مثبتة على المدى الطويل.
• Provides a relatively thick solder protective layer (1–5 μm).
• مناسبة للمكونات عبر الفتحات والمكونات الكبيرة SMD.

القيود:

• تسطيح سطح رديء، غير مناسب للمكونات ذات النغمة الدقيقة.
• قد يتسبب الإجهاد الحراري العالي في تشوه الركيزة.
• تؤثر تقلبات درجة الحرارة في خزان اللحام على استقرار الجودة.
• Lead-free processes require higher operating temperatures (260–280°C).

2. الذهب المغمور بالنيكل عديم النيكل الكهربائي (ENIG)

مبدأ العملية: A nickel layer (3–5 μm) is deposited chemically on the copper surface, followed by a thin gold layer (0.05–0.1 μm) through displacement deposition.

المزايا:

• تسطيح ممتاز للسطح ومناسب لملفات BGA ذات الملعب الدقيق وQFNs.
• مقاومة قوية للأكسدة لطبقة الذهب، مع فترة صلاحية طويلة (12 شهرًا أو أكثر).
• توفر طبقة النيكل حاجز انتشار فعال.
• مناسبة لربط الأسلاك الذهبية وتطبيقات مفاتيح التلامس.

القيود:

• Higher cost, 40–60% more expensive than OSP.
• خطر حدوث مشاكل في “الوسادة السوداء” مما يؤثر على موثوقية اللحام.
• التحكم في العمليات المعقدة ومتطلبات الصيانة العالية للمحاليل الكيميائية.
• قد تؤثر طبقة النيكل على أداء إرسال الإشارات عالية التردد.

3. فضة الغمر

مبدأ العملية: A silver layer (0.1–0.3 μm) is deposited on the copper surface through a displacement reaction.

المزايا:

• أداء نقل إشارة ممتاز، مناسب للدوائر عالية السرعة.
• قابلية لحام جيدة واستواء جيد.
• عملية بسيطة نسبياً وتكلفة معتدلة.
• مناسبة لتطبيقات الترددات اللاسلكية والموجات الدقيقة.

القيود:

• الطبقة الفضية عرضة للكبريتات وتغير اللون، مما يتطلب ظروف تخزين صارمة.
• خطر هجرة الفضة، خاصةً في البيئات عالية الرطوبة.
• قوة لحام منخفضة نسبيًا.
• يتطلب مواد تغليف خاصة (عبوات مضادة للكبريت).

4.صفيح الغمر

مبدأ العملية: A tin layer (1–1.5 μm) is deposited on the copper surface through a displacement reaction.

المزايا:

• متوافق مع جميع أنواع اللحام.
• تسطيح جيد للسطح، ومناسب للمكونات ذات الرتبة الدقيقة.
• تكلفة منخفضة نسبياً.
• مناسبة لتطبيقات الموصلات المثبتة بالضغط.

القيود:

• خطر نمو شعيرات القصدير، مما قد يتسبب في حدوث ماس كهربائي.
• Short shelf life (typically 3–6 months).
• حساس للبصمات والتلوث.
• تدهور كبير في الأداء بعد عمليات إعادة التدفق المتعددة.

نقاط مراقبة الجودة الرئيسية لعملية OSP

التحكم في سماكة الفيلم

The optimal film thickness range is 0.35–0.45 μm. Too thin provides insufficient protection, while too thick affects soldering performance. Use UV spectrophotometers or FIB technology for thickness detection.

التحكم في النقش الدقيق

Microetching depth should be controlled at 1.0–1.5 μm to ensure appropriate surface roughness and good film adhesion.

إدارة المواد الكيميائية

Regularly test the pH value (maintained at 2.9–3.1), copper ion concentration, and active ingredient content of the OSP solution to ensure process stability.

إدارة التخزين

• Temperature: 15–25°C
• Humidity: 30–60% RH
• التعبئة والتغليف: عبوة مفرغة من الهواء + مجففة
• مدة الصلاحية: 6 أشهر

كيفية اختيار وتطبيق OSP بشكل صحيح؟

السيناريوهات القابلة للتطبيق

• الإلكترونيات الاستهلاكية (الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية)
• اللوحات الأم للكمبيوتر وبطاقات الرسومات
• معدات اتصالات الشبكة
• إلكترونيات السيارات (المكونات غير الحرجة للسلامة)
• معدات التحكم الصناعي

توصيات التصميم

1. بالنسبة للمكونات الأصغر من 0402، قم بزيادة فتحة الاستنسل بنسبة 5%.
2. استخدم الحماية بالنيتروجين أثناء إعادة التدفق من الجانب الثاني للوحات مزدوجة الوجهين.
3. 3.(جدولة الإنتاج بشكل معقول لتجنب تعرض الألواح لفترة طويلة).
4. توفير حواف معالجة كافية لتجنب تلف التشبيك.

اختيار خدمات توب فاست PCB&8217&8217؛ خدمات OSP

نحن نقدم حلولاً شاملة لمقدمي خدمات OSP:

• استخدام أحدث حلول OSP من سلسلة APA-series APA.
• أنظمة التحكم الصارمة في العمليات.
• معدات فحص الجودة الكاملة.
• فريق دعم فني محترف.
• خدمة عملاء سريعة الاستجابة للعملاء.

احصل على عرض أسعار تصنيع وتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور الآن: طلب عرض أسعار

الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكن إعادة صياغة لوحات OSP؟
ج: نعم. يمكن إعادة صياغة ألواح OSP عدة مرات مع التدفق المناسب وملامح درجة الحرارة المناسبة، ولكن يوصى بعدم تجاوز 3 دورات إعادة صياغة.

س: كيف يمكن تحديد ما إذا كانت لوحة OSP قد تعطلت؟
ج: قم بإجراء اختبارات قابلية اللحام أو لاحظ التغيرات في لون اللوحة. يجب أن تظهر ألواح OSP العادية باللون الوردي، بينما سيصبح لون الألواح المؤكسدة داكنًا.

س: هل يمكن استخدام OSP و ENIG معًا؟
ج: نعم، ولكن التخطيط الدقيق للتخطيط مطلوب لضمان التوافق بين المناطق ذات التشطيبات السطحية المختلفة.

س: هل تحتاج ألواح OSP إلى خبز؟
A: Generally not. If moisture is absorbed, baking at 100°C for 1 hour is recommended, but it is best to consult the manufacturer.

OSP هي عملية اقتصادية وصديقة للبيئة وفعالة في تشطيب الأسطح. ولا تزال مهمة جدًا في تصنيع الإلكترونيات الحديثة. إذا قمت بالتحكم في العملية بشكل صحيح وجعلت التصميم أفضل، يمكن أن توفر OSP حلولاً موثوقة لمعظم التطبيقات. يعتمد اختيار تشطيب السطح المناسب على متطلبات المنتج والتكلفة وكيفية إنتاجه.

تتمتع شركة Topfast PCB بخبرة كبيرة في إنتاج ثنائي الفينيل متعدد الكلور ونظام إدارة جودة كامل.يتيح لنا ذلك تزويد العملاء بالدعم الفني الاحترافي ومنتجات ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالية الجودة.فريقنا الهندسي مستعد دائمًا لتقديم المشورة بشأن التشطيبات السطحية وطرق تحسين العملية.

استكشف المزيد من حلول تحسين عملية ثنائي الفينيل متعدد الكلور: اتصل بالخبراء