OSP 在 PCB 生产中是 Organic Solderability Preservative(有机可焊性保护剂) 的缩写,是一种覆盖在印制电路板(PCB)铜表面的薄而平整的有机保护涂层,用于防止铜表面在焊接前发生氧化和腐蚀。
在焊接过程中,OSP 涂层可被助焊剂轻易去除,从而暴露出洁净的铜表面,确保形成高质量、可靠的焊点。 目前,有机保护膜主要分为两大体系:咪唑(Imidazole)体系和苯并咪唑(Benzimidazole)体系。
OSP 的主要作用与优点:
• 保护铜表面:防止铜表面氧化,使铜保持洁净状态,确保良好的可焊性。
• 表面平整:提供优异的平整表面,适用于小型元器件及高精度焊接要求。
• 环保性:无铅工艺,符合 RoHS、Halogen Free 要求,采用水基化学处理工艺。
• 成本低:工艺流程简单,处理时间短,有助于降低生产成本。
OSP 处理流程:
1. 脱脂(Degreasing)
该工序强烈推荐使用,尤其适用于采用印刷成像-蚀刻(Print-Etch)工艺生产的线路板,因为在板材裁切过程中可能残留油污。
对于双面板和多层板,该步骤同样必不可少,这是由于阻焊油墨烘烤过程中可能会导致铜表面发生较为严重的氧化。
AC-66、AC-99 等高性能脱脂产品目前已被众多 PCB 制造企业广泛采用。
北宁化工(Bac Ninh Chem Tech)是唯一一家对该类产品进行自主研发、生产并持续改进的单位,能够有效保障其优异而稳定的清洗性能。
2. 水洗
采用三级水洗(连续 3 个水槽),以彻底去除残留的脱脂化学品。建议使用去离子水(DI Water),以避免线路板表面发生离子污染。
3. 微蚀刻(microetching)
推荐采用 H₂SO₄/H₂O₂ 体系 + 表面处理添加剂 的溶液方案,该体系可有效改善铜表面的可镀性,并有利于焊膏(Solder Paste)的铺展与润湿。为获得良好的镀覆性能,建议控制铜层的蚀刻量不少于 1.5 μm。
亦可使用 SPS 体系溶液(Sodium Persulfate – Na₂S₂O₈),但建议在其后增加一道酸洗工序,以彻底去除残留的化学沉积物。
部分用于表面处理的添加剂产品,如 SE100、SE1000,可在铜表面形成明亮且粗糙度均匀的表面状态,非常适合作为进入 OSP 镀覆工序 前的预处理方案。
4. 水洗
采用三级水洗,使用充足的清洁水量,以有效清除从微蚀刻槽带出的化学药液(Drag-out)。建议使用去离子水(DI Water)。
5. 酸洗
无特殊化学品要求。例如:5% 硫酸溶液即可去除采用 SPS 微蚀刻后残留的化学物。
若前一道工序已采用过氧化氢体系,则该酸洗步骤可省略。
6. 水洗
继续采用三级水洗,并使用充足的清洁水量,以防止污染带入 OSP 溶液。
建议监测最后一级水洗槽的 pH 值,以跟踪前序处理工序中化学药液的带入情况(Drag-in)。
7. 风切刀
将产品表面残留的水分彻底吹干,尤其是贯通孔(through-hole)内部,以避免污染化学镀锡溶液。
无需使用热风,仅需使用高压干燥空气即可。
8. OSP 镀覆槽
- 在 40–45 °C 条件下浸泡 60–120 秒,为获得最佳膜厚的标准工艺参数。
- OSP 溶液的 pH 值及有效成分浓度 应按照所使用 OSP 化学品的维护规范进行严格控制。
- 强烈建议采用全板浸没方式而非喷淋方式,以确保 OSP 溶液能够均匀覆盖板面及所有通孔内部。
此外,采用自下而上的喷淋方式,并配合高压喷嘴(Jet Nozzle),亦可起到辅助效果。
- OSP 溶液为即用型产品,无需进行稀释。
- 输送滚轮(Transfer Roller)应采用轻质轴结构,并选用齿轮式滚轮设计。
- 严禁在 OSP 系统的任何部件中使用 EPDM 等橡胶材料,一旦发生结晶现象,将极难对设备表面进行清洁。
9. 挤压辊(squeezing rollers)
- 使用挤压辊可有效减少 OSP 溶液被带出槽外的量(Drag-out),同时相比采用气刀(Air Knife),能够形成更加均匀、稳定的涂覆层。
- 建议挤压辊采用柔性材料制造,如 PP(聚丙烯) 或 PVAc(聚乙烯醋酸酯) 的多孔泡沫(海绵)结构。
- 不建议在使用挤压辊的同时再配置气刀(Air Knife),因为挤压辊在运行过程中会始终保持干燥状态,残留的 Drag-out 溶液容易导致活性成分发生结晶,使挤压辊表面变得黏附。在最严重的情况下,可能出现以下问题:
– 涂覆层被挤压辊粘附并从线路板表面剥离;
– 被剥离的涂层随后可能被转移并压附到其他线路板表面,造成品质缺陷。
10. 水洗
- 采用三级水洗,并确保充足的清水供给。
- 建议使用DI水(去离子水),以避免离子污染镀层表面。
- 水洗喷嘴的喷淋压力应控制在适中范围,因为此阶段 OSP 涂层仍较为柔软,易受到机械作用影响。
11. 烘干
采用 80–90 °C 的热风吹干 30–45 秒,以确保通孔(Through-Holes)内不残留水分。














