Apibrėžimas ir principasOSP procesas
OSP yra organinė litavimo kaukė, dar žinoma kaip vario apsauga. Paprasčiau tariant, OSP procesas yra užauginti organinę plėvelę ant švaraus pliko vario paviršiaus cheminiais metodais. Šis plėvelės sluoksnis turi atsparumą oksidacijai, atsparumą karščiui ir atsparumą drėgmei, o tai gali apsaugoti vario paviršių nuo tolesnio rūdijimo įprastomis sąlygomis. Principas pagrįstas cheminiu ryšiu. Kaip pavyzdį imant įprastą azolo OSP, imidazolo žiedas alkilbenzimidazolo organiniuose junginiuose gali sudaryti koordinacinę jungtį su 3d10 vario atomų elektronais, taip sudarydamas alkilbenzimidazolo vario kompleksus. Dengimo proceso metu pirmiausia padengiamas pirmasis sluoksnis, kuris adsorbuoja varį. Tada antrasis organinės dangos molekulių sluoksnis susijungia su variu ir šis procesas kartojamas tol, kol susidaro dvidešimties ar net šimtų organinių dangų molekulių struktūra. Galiausiai ant vario paviršiaus susidaro apsauginis sluoksnis, kurio storis paprastai yra 0,2-0,5 µm. Be to, dėl van der Waalso traukos tarp ilgos-grandinės alkilo grupių ir benzeno žiedų, ši apsauginė plėvelė turi gerą atsparumą karščiui ir aukštą skilimo temperatūrą. Vėlesnėje aukštos temperatūros suvirinimo aplinkoje ši apsauginė plėvelė gali būti lengvai ir greitai pašalinta srautu, todėl atviras švarus vario paviršius per labai trumpą laiką susilieja su išlydytu lydmetaliu ir sudaro tvirtą litavimo jungtį.
Medžiagos OSP procesui
OSP yra trys pagrindinės medžiagų rūšys: kanifolija, aktyvioji derva ir azolas. Šiuo metu plačiai naudojami yra azolo OSP. Azolo OSP buvo tobulinamas maždaug 5 kartos, kurios pavadintos BTA, IA, BIA, SBA ir naujausia APA. Azolo junginiai priklauso azoto{4}}turintiems organiniams junginiams, pvz., benzotriazolo ir imidazolo organinėms kristalinėms bazėms. Jie gali gerai prilipti prie pliko vario paviršių ir pasižymi specifiškumu, tik adsorbuoja varį, o ne adsorbuoja ant izoliacinių dangų, tokių kaip litavimo kaukė. Tarp jų benzotriazolas sudarys molekulinę ploną plėvelę ant vario paviršiaus. Surinkimo proceso metu, ypač litavimo pakartotinio srauto metu, ši plona plėvelė yra linkusi išgaruoti esant tam tikrai temperatūrai; Apsauginė plėvelė, kurią sudaro imidazolo organinė kristalinė bazė ant vario paviršiaus, yra storesnė nei benzotriazolo ir gali atlaikyti daugiau terminių ciklų surinkimo proceso metu.
OSP technologijos procesas
Išankstinis apdorojimas:
Alyvos pašalinimas: Šis veiksmas yra labai svarbus norint pašalinti teršalus, tokius kaip oksidai, pirštų atspaudai ir riebalai, kurie gali likti ant vario paviršiaus ankstesnio proceso metu, taip išgaunant švarų varinį paviršių. Naudojant specialias riebalų šalinimo priemones, nuo vario paviršiaus cheminių reakcijų metu pašalinamos tokios priemaišos, kaip alyvos dėmės, tai yra geras pagrindas tolesniems procesams.
Mikrokorozija: Pagrindinė mikrokorozijos funkcija yra pašalinti stipresnius oksidus nuo vario paviršiaus ir suformuoti tolygiai šviesų ir šiurkštų vario paviršių. Toks šiek tiek grubus paviršius gali palengvinti geresnį sukibimą ir smulkesnį vėliau auginamos OSP plėvelės vienodumą. Skirtingi mikro ėsdinimo sprendimai gali sukelti skirtingą vario paviršiaus šiurkštumą, o tai savo ruožtu turi įtakos vario paviršiaus blizgesiui ir spalvai po plėvelės susidarymo, nes šiurkštumas gali pakeisti lūžio rodiklį ir šviesos kampą. Paprastai naudojamas mikro ėsdinimo tirpalas, kuriame yra specifinių komponentų, o apdorojimo laikas ir temperatūra kontroliuojami, kad būtų pasiekti tikslūs mikro ėsdinimo efektai.
Rūgščių plovimas: Rūgščių plovimo funkcija yra kruopščiai pašalinti likusias medžiagas ant vario paviršiaus po mikrokorozijos, užtikrinant, kad vario paviršius būtų švarus ir sudarytų sąlygas sklandžiam kito proceso eigai. Marinavimo tirpalas gali neutralizuoti ir ištirpinti priemaišas, kurios gali likti mikroėsdinimo proceso metu, taip dar labiau optimizuodamas vario paviršiaus būklę.
Plėvelės formavimas: iš anksto apdorotą spausdintinę plokštę panardinkite į tirpalą, kuriame yra imidazolo junginių ir kitų priedų. Esant tinkamoms temperatūros, koncentracijos ir laiko kontrolės sąlygoms, azolo junginiai reaguoja su vario paviršiumi, sudarydami skaidrią, tankią ir vienodą organinio lydmetalio kaukę ant vario paviršiaus. Tai yra pagrindinis OSP proceso žingsnis, kuriam reikalingi griežti sprendimo parametrai. Net nedideli šių parametrų pokyčiai gali turėti įtakos plėvelės formavimo kokybei ir storiui.
post{0}}apdorojimas
Plovimas vandeniu: Suformavus plėvelę, spausdintinių plokščių plokštes reikia nuplauti vandeniu, ypač dejonizuotu vandeniu, kad ant paviršiaus būtų pašalinti tirpalų likučiai ir nešvarumai. Vandens pH vertė po plovimo turi būti griežtai kontroliuojama virš 2,1, kad per daug rūgštus plovimo tirpalas nesugraužtų ir neištirptų OSP plėvelės, dėl kurios būtų nepakankamo storio.
Džiovinimas: Siekiant užtikrinti, kad dangos sluoksnis ant lentos ir skylių viduje būtų sausas, paprastai rekomenduojama apie 30 sekundžių naudoti karštą 60-90 laipsnių C orą. Tačiau temperatūra ir laikas gali skirtis priklausomai nuo OSP medžiagos, todėl juos reikia koreguoti atsižvelgiant į faktinę situaciją. Džiovinant, OSP plėvelė tvirtai pritvirtinama prie vario paviršiaus, užbaigiant visą OSP procesą.
OSP proceso privalumai
Didelis ekonomiškumas{0}}: palyginti su kai kuriais paviršiaus apdorojimo metodais, kuriuose naudojami taurieji metalai arba sudėtingi procesai, pvz., dengimas beelektriu nikeliu / panardinamasis auksas, OSP proceso sąnaudos yra mažesnės. Tai nereikalauja brangios įrangos, medžiagų sąnaudos yra palyginti mažos, o procesas yra gana paprastas, todėl gamybos procese sumažėja energijos sąnaudos ir darbo sąnaudos. Jis labai tinka didelio masto-gamybai ir turi akivaizdžių pranašumų tokiose srityse, kurios yra jautrios sąnaudoms, pvz., buitinės elektronikos.
Geros suvirinimo savybės: OSP apdorotas varinis paviršius turi gerą suvirinamumą pradinio suvirinimo metu, užtikrinant litavimo jungčių vientisumą ir patikimumą. Litavimo-be švino našumas yra toks pat puikus. Kadangi litavimo metu OSP plėvelė gali būti greitai pašalinama srautu, todėl lydmetalis gali būti tiesiogiai lituojamas prie vario, o gautas vario alavo intermetalinis junginys pasižymi stipriu sukibimo stiprumu.
Didelis paviršiaus lygumas: Dėl itin plonos OSP plėvelės apdorota spausdintinė plokštė gali išlaikyti gerą plokštumą. Tai labai naudinga įrenginiams, kuriems keliami dideli surinkimo reikalavimai, pavyzdžiui, integriniams grandynams su smulkaus žingsnio įpakavimu, kurie gali veiksmingai išvengti suvirinimo defektų, atsirandančių dėl nelygių paviršių.
Aplinkosauginiai pranašumai: OSP procese nenaudojamos toksiškos ar sunkiųjų metalų medžiagos ir laikomasi aplinkosaugos reikalavimų. Šiuolaikiniame, vis labiau aplinką tausojančiame pasaulyje dėl šio pranašumo OSP technologija tampa konkurencingesnė elektronikos gamybos pramonėje.
OSP proceso apribojimai
Ribotas saugojimo laikas: OSP plėvelė palaipsniui praras savo apsauginį poveikį, kai ilgą laiką bus veikiama nepalankioje aplinkoje, todėl vario paviršius oksiduojasi ir paveiks suvirinimo efektyvumą. Paprastai OSP apdorotos spausdintinės plokštės turi būti panaudotos per 6 mėnesius po pagaminimo. O saugojimo proceso metu OSP paviršius neturi liestis su rūgštinėmis medžiagomis, o temperatūra neturi būti per aukšta, kitaip OSP išgaruos.
Prastas mechaninis patvarumas: OSP plėvelės sluoksnis yra labai plonas ir turi mažą mechaninį stiprumą, todėl jį lengva subraižyti ar pažeisti gamybos ir tvarkymo metu. Pažeidus plėvelės sluoksnį, vario paviršius, veikiamas oro, lengvai oksiduojasi, o tai sumažina suvirinimo kokybę. Todėl eksploatuojant ir transportuojant reikia būti ypač atsargiems ir imtis atitinkamų apsaugos priemonių.
Bandymo ir priežiūros sunkumai: dėl skaidrios ir bespalvės OSP plėvelės pobūdžio palyginti sunku patikrinti ir vizualiai atskirti, ar spausdintinė plokštė buvo padengta OSP. Suvirinimo proceso metu reikalingas stipresnis srautas, kad būtų visiškai pašalinta apsauginė plėvelė, antraip gali lengvai atsirasti suvirinimo defektų. Be to, pats OSP yra ne-laidus ir netinka tam tikriems taikymo scenarijams, kuriems reikalingas ypatingas elektrinis veikimas. Imidazolo OSP atveju susidariusi stora apsauginė plėvelė taip pat gali turėti įtakos elektros bandymams.
OSP proceso taikymo scenarijai
Buitinės elektronikos srityje OSP technologija plačiai naudojama daugelio plataus vartojimo elektronikos gaminių, tokių kaip mobilieji telefonai, planšetiniai kompiuteriai, nešiojamieji kompiuteriai, nuotolinio valdymo pultai, žaislai ir paprasti skaičiuotuvai, spausdintinių plokščių gamyboje. Šie produktai paprastai gaminami masiškai-taikant griežtą sąnaudų kontrolę ir nedidelius našumo reikalavimus. OSP technologijos pranašumas, geras suvirinimo efektyvumas ir lygus paviršius puikiai atitinka šiuos poreikius.
Produktai, kuriems reikia daug vietos: OSP technologija taip pat turi unikalių pranašumų kai kuriuose mažuose elektroniniuose įrenginiuose, kuriems reikia ypač daug vietos, pvz., mikrojutikliuose, mažuose „Bluetooth“ moduliuose, nešiojamuosiuose įrenginiuose ir kt. Ji gali išlaikyti spausdintinės plokštės paviršiaus lygumą, o tai naudinga siekiant didelio-tankio grandinės išdėstymo ribotoje erdvėje.