文章来源：SMT工程师之家微信公众号

内容大纲

1、研究背景与目的

2、研究流程图

3、实验前准备

4、实验执行与总结

5、附录

一、研究背景与目的

1、研究背景

1）客人在Audit过程中提及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；因而PCB清洗规定必须要有工程实验结论做支持；2）在QM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；3）SMT工艺工程师在5月份制程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）

2、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；

二、研究流程图

三、实验前准备

1、目前使用到的OSP种类统计（SQM提供）

Remarks: 表格蓝色栏位为本次实验涵盖OSP型号。

2、工厂PCB板厚统计

3、实验板整体设计

四、实验执行与总结

（一）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

(1) 清洗次数对OSP膜厚的影响

(2) OSP 膜厚厚度受清洗与Reflow影响（For 永荣F22G 【Catac】)

(3) OSP 厚度受Reflow的影响（For Enthone Cu HT  &四国F2 )

      (4) OSP 膜厚曝空的厚度变化（For Enthone Cu HT  &四国F2 ）

Remark：根据祥丰实验的结果，我们对GCE和Hannstar的实验计划做了部分修改。

3、OSP膜厚测量--实验流程

Remark:实验每一步骤前后都需要有实验板拿去进行OSP膜厚测试。

4、OSP膜厚测量--测量方法

1）将铜膜板浸于50 ml之0.5%(v/v) HCL溶液中3分钟(并以手动搅拌)，然后将液体作为Sample。

2）将UV Vis机波长调至270 nm，并使用10 mm石英 cell。

3）将0.5%之HCL空白溶液置于石英cell中，并以此溶液将UV机作归零校正(Zero test)。

4）将Sample置于石英cell中，读取UV机吸收度(Asample)5）计算: 膜厚 = Asample × 0.427.

(1) 清洗周期对OSP膜厚的影响

(2) 永荣F22G OSP膜厚受清洗和Reflow的影响

(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 )

（二）SMD锡膏扩散性

1、实验目的与设计、计划：

2、SMD锡膏扩散性--量测方法

1）量测工具：千分尺、微量天平

2）实验步骤

1、将铜板印刷约0.3 g的锡膏至铜板上。 

2、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；

3、冷却至室温后，以YC336将残余的助焊剂去除，并风干。 

4、采用千分尺测量及微量天平测銲锡扩散后的高度/重量。

5、用测得的质量减去铜板的质量即可得到锡的质量。

6、利用公式计算扩散度。

3）计算方法
            S= (D-H)/D         H：銲锡在铜板上的扩散高度   

　　                          D：扩散銲锡的球体直径=1.24*V1/3 (球体) 

　　V=m/d

　　                         m (质量):锡的重量-助銲剂的重量                         

                                d (密度):锡银铜密度7.4; 

4）SMD锡膏扩散性--数据与柱形图

1、三种实验板的扩散率比较图

　　2、清洗状况vs扩散率比较表

3、结论：

1）三种实验板中最低扩散率为85.2%，均满足我们的制程要求（大于Shenmao提供的实验数据）。2）在清洗与否以及不同时间间隔上对SMD的锡膏扩散性影响差异不大。3）OSP优劣排序为：永荣F22G =>Enthone Cu HT=>四国F2

（三）PTH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、PTH爬锡高度--测量方法

　　1）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)；3）对于部分板孔，还需通过切片测试来验证其爬锡高度。

5、PTH爬锡高度--数据总结（1.6mm PCB)

1）永荣F22G数据总结:

清洗过后的板会产生缺陷.

置留时间为18小时会产生大量缺陷.

回流前的间隔时间对上锡率影响较小.

2）四国 F2 数据总结:

第一面清洗过后的板会产生缺陷.两次都清洗时有所好转.

置留时间为18小时会产生大量缺陷.

回流前的间隔时间对上锡率影响较小.

3）Enthone Cu HT 数据总结:

第一面清洗过后的板会产生缺陷；

置留时间为18小时会产生大量缺陷.

回流前的间隔时间对上锡率影响较小.

6、PTH爬锡高度--数据总结（2.5mm PCB)

7、PTH爬锡高度--结论及建议

1）板厚1.6mm

      2）板厚2.5mm（OSP优劣排序为：Enthone Cu HT=>四国F2=>永荣F22G）

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%。

五、附录

1、 实验板上电容孔壁介金属层比较（X500）

2、附录一：实验板来源说明

3、附录二：清洗1X、原始、Reflow1X样本铜箔板颜色比较

4、附录三: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。 Remark：本次实验所用板源自祥丰公司。

5、OSP Coating流程简介 (来源：祥丰现场）

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。