一、研究背景
客户稽核提到OSP涂层的PCB清洗次数的问题,并指出在三家供应商中,前两家规定不得清洗OSP涂层的PCB;因此清洗规定必须要有工程实验结论做支持;
来料管控中对于OSP的规定尚不够明确:厂商出货的报告格式中对OSP的type要求不够具体;管控也缺少具体的工具和方法;
工厂制程工艺研究时发现如下不良,也以为与OSP存在直接关联,(注:R&D要求使用HT type的OSP)。
二、研究目的
1. 通过实验之设计达成以下之研究:
PCB清洗次数与上锡性关系。
不同厂牌OSP药水之上锡表现差异。
PCB拆封后暴露时间与上锡性关系。
SMT第一次回銲后到波峰銲制程时间对上锡性影响。
SMT第一面回銲炉前清洗与SMT第二面回銲炉前清洗及清洗后暴露时间差异。
2. 应用范围:
所有无铅制程采用的OSP涂覆之PCB进料检验和PCBA制程控制过程;
三、研究流程图
四、实验前准备
1. 目前公司使用到的OSP种类统计
Remarks:
表格蓝色栏位为本次实验涵盖OSP型号。
2. 实验板整体设计
五、实验执行与总结
1. OSP膜厚测量
1)实验目的:
验证Reflow和OSP膜厚度变化的关系;
验证清洗周期与OSP膜厚度变化的关系;
验证曝空时间与OSP膜厚度变化的关系.
2)实验计划
3)实验流程
4)OSP膜厚测量方法
(1) 清洗周期对OSP膜厚的影响
清洗1个Cycle后,OSP膜厚几乎被全部破坏;
(2) 永荣F22G OSP膜厚受清洗和Reflow的影响
清洗条件: 清洗液: YC336, 清洗周期: 13min/Cycle; 清洗类型: 自动.
结论:清洗一个周期后,OSP膜几乎被全部破坏。Reflow可以破坏大部分的OSP膜。
(3) OSP膜厚度受Reflow的影响(For Enthone Cu HT &四国F2 )
(4) OSP膜曝空的厚度变化(For Enthone Cu HT &四国F2 )
结论: 1、Enthone Cu HT (Hannstar)膜厚随曝空时间的增加呈现一个近似线性的减少;2、四国F2 (GCE)膜厚随曝空时间增加,变化趋势无明显规律性。
2. SMD锡膏扩散性
1)实验目的
探讨OSP膜厚、种类、型号及储存时间对PCB之铜箔锡膏扩散性的影响。
2)实验设计与计划
3)实验流程
4)量测方法
a. 量测工具:千分尺、微量天平
b. 实验步骤
将铜板印刷约0.3 g的锡膏至铜板上。
将未清洗、清洗一次、印刷前间隔时间分别为1Hrs/2Hrs的铜板经过氮气回焊炉;
冷却至室温后,以YC336将残余的助焊剂去除,并风干。
采用千分尺测量及微量天平测銲锡扩散后的高度/重量。
用测得的质量减去铜板的质量即可得到锡的质量。
利用公式计算扩散度。
c. 计算方法
5)实验数据与柱形图
3. PTH零件爬锡高度
1)实验目的
对于PTH板,实验的目的是为了测量其在不同条件下过wave/solder的爬锡高度。要严格按照SMT段的实验设计进行,以发现SMT段的清洗、置放和reflow对其的影响。
2)实验设计
3)实验流程
4)测量方法 因为通孔内不能直接测量,所以我们要:
对实验板进行100% 2D X-ray观察来判断爬锡高度(上锡率<75%为不良);
对于部分板孔,还需通过切片测试来验证其爬锡高度。
5)数据总结
a. 1.6mm PCB
b. 2.5mm PCB
6)结论及建议
附注1:表内时间(hrs)为2nd Reflow后置放的时间,如果换算成开封时间则需要加上9 Hrs(开封到1st reflow 3Hrs,1st Reflow到2nd Reflow 6 Hrs)。附注2 :◎条件下出现的缺陷怀疑为机台准备不足所致。附注3 * :未清洗条件下发生的个别缺陷孔锡高均超过60%。
六、附录
实验板上电容孔壁介金属层比较(X500)
2. 清洗1X、原始、Reflow1X样本铜箔板颜色比较
3. OSP膜清洗与烘烤后的膜厚变化关系
通过上面四个小实验,我们可以得出以下结论:
1)清洗一次后OSP几乎全部被破坏;
2)绿漆板上不沾附OSP涂层;
3)OSP涂层在一次烘烤后遭到不同程度的破坏,会降低膜厚,减弱保护作用
4. OSP Coating流程简介
Rework Process: 在正常的OSP流程前增加一个酸洗的过程;条件为用3~5%柠檬酸在30~40oC浸泡60秒。
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