OSP: Finishing Permukaan Tembaga PCB yang Handal dan Hemat Biaya

Apakah Anda tahu apa yang terjadi pada tembaga ketika terpapar kelembaban atmosfer? Ia beroksidasi dengan cepat dan mungkin kehilangan semua propertinya. Hal yang sama berlaku untuk PCB dengan lapisan tembaga.

Dan itu karena tembaga memiliki reaksi kimia yang tinggi, membuatnya rentan terhadap suhu tinggi dari pengelasan. Jadi pertanyaan besar adalah: Apa yang Anda perlukan untuk melindungi PCB tembaga Anda?

Yang Anda perlukan adalah lapisan finishing permukaan. Juga, banyak finishing permukaan yang tersedia saat ini, tetapi kami akan fokus pada OSP yang ramah kantong.

Artikel ini akan menunjukkan segala tentang OSP dan membandingkannya dengan finishing permukaan lain.

Apa itu OSP?

Organic Solderability Preservative (OSP) adalah lapisan organis yang ramah lingkungan dan hemat biaya. Lapisan organis ini dapat melekat pada permukaan tembaga melalui penyerapan. Menariknya, lapisan ini menawarkan kualitas yang sama seperti finishing permukaan lain.

Namun, OSP menawarkan solusi yang lebih permanen untuk menangani tembaga yang terpapar. Dan, karena lapisan organis tidak dapat berinteraksi dengan permukaan lain, Anda akan lebih mudah dalam pengelasan dan menghapus flux dari PCB OSP Anda.

Flux Pengelasan

Kami menggunakan contoh pertama rumus OSP pada tahun 1970-an. Namun, rumus tersebut lemah dan hanya berfungsi untuk perangkat dengan level lebih rendah. Namun, rumus OSP yang lebih canggih memiliki daya tahan yang ditingkatkan dan dapat menangani operasi perangkat yang lebih tinggi.

Bahan Utama OSP

Rumus OSP menggunakan kolofonium, azola, dan resin aktif sebagai bahan utama. Bahan kolofonium bekerja seperti lapisan yang dapat Anda aplikasikan pada perawatan flux.

Kolofonium

Menariknya, azola adalah senyawa berbasis air dengan nitrogen heterosiklik. Senyawa ini berguna karena memiliki sinergi fantastis dengan permukaan tembaga. Sinergi inilah yang memulai proses penyerapan dan menciptakan film pelindung.

Dan film pelindung yang Anda buat tergantung pada jenis senyawa azola yang digunakan. Ada tiga jenis azola: benzotriazol, benzimidazol, dan imidazol. Menggunakan benzotriazol akan membuat film tipis, sementara yang terbuat dari imidazol adalah tebal.

Terakhir, Anda perlu membersihkan permukaan Anda dengan asam atau larutan lain. Akibatnya, ini akan membantu meningkatkan karakter secara topografi sebelum menambahkan finishing OSP.

Asam

Proses Manufaktur OSP

Proses pembuatan OSP memiliki tiga tahap: pengeliminasi minyak, mikro-korosi, dan pembentukan film.

Tahap 1: Pengeliminasi Minyak

Menghapus semua kontaminan dan minyak sangat penting jika Anda ingin film pelindung berkualitas tinggi. Jika tidak, Anda akan akhirnya memiliki film yang tidak merata.

Untungnya, ada cara untuk menghindari film yang tidak merata. Pertama, Anda perlu mengontrol konsentrasi larutan pengeliminasi minyak Anda. Lalu, periksa proses untuk melihat apakah itu baik.

Jika Anda memperhatikan bahwa efek pengeliminasi minyak Anda buruk, Anda perlu menggantinya dengan cepat dengan kimia yang khusus untuk tujuan ini.

Langkah 2: Mikro-korosi

Mikro-korosi bertujuan untuk menciptakan permukaan tembaga alami. Juga, ini langsung mempengaruhi seberapa cepat OSP Anda terbentuk. Selain itu, penting untuk mengontrol ketebalan mikro-korosi jika Anda ingin ketebalan film yang stabil.

Juga, rentang yang dapat diterima untuk memelihara mikro-korosi adalah antara 1,0 um hingga 1,5 um. Setelah Anda memiliki nilai pemeliharaan, mudah untuk mengukur laju mikro-korosi.

Langkah 3: Pembentukan Film

Penting untuk menggunakan pencucian DI sebelum dan setelah membentuk film Anda. Juga, Anda harus membatasi pH larutan antara 4,0 dan 7,0. Jika tidak, Anda akan mencemari larutan untuk pembentukan film.

Di sinilah proses OSP menjadi rumit. Pertama, Anda perlu mengontrol ketebalan film agar tidak mempengaruhi kinerja pengelasan Anda. Ketebalan ideal dapat berada di antara 0,2 um dan 0,5 um.

Catatan: semakin tipis film Anda, semakin sedikit keuntungan OSP yang Anda dapatkan. Misalnya, Anda mungkin mendapatkan kapasitas penahan syok termal atau perlindungan oksidasi yang lebih rendah. Juga, ingat untuk menggunakan pencucian DI setelah membentuk film Anda.

Keuntungan OSP

Titik jual utama OSP adalah seberapa mudah diproses dan persyaratan biaya rendahnya. Sementara dua keuntungan ini membuat OSP cukup populer, manfaat lainnya membuatnya finishing permukaan yang unggul:

1. OSP menggunakan senyawa berbasis air, membuat proses finishing permukaan ramah lingkungan. Jadi, kita dapat mengklasifikasikan PCB OSP sebagai produk elektronik hijau.

Senyawa Berbasis Air

2. PCB OSP memiliki umur simpan yang lama. Oleh karena itu, mereka jarang rapuh karena aus dan kerusakan.

3. Mereka memiliki proses manufaktur yang mudah. Juga, papan ini membutuhkan pemeliharaan yang sedikit, dan Anda dapat dengan mudah memperbaikinya jika diperlukan.

Pembuatan PCB

4. Tidak mahal atau rumit untuk memperbaiki lapisan permukaan OSP ketika rusak.

5. Anda tidak perlu tinta solder mask pada papan OSP. Dan itu karena sebagian besar senyawa kimia sederhana OSP dapat menangani tugas tersebut. Namun, ada kasus ekstraordiner di mana beberapa kimia akan membutuhkan sedikit tinta solder mask.

6. Papan OSP dapat menghasilkan kinerja luar biasa, terutama di area pengelasan.

Kerugian OSP

Meskipun finishing permukaan OSP adalah salah satu yang terbaik, ia memiliki beberapa kerugian. Kerugian ini meliputi:

1. Finishing OSP memerlukan perawatan ekstra karena kerentanannya.

2. Anda tidak dapat menggunakan lubang dilapisi melalui dengan PCB yang dilapisi OSP.

3. Sulit juga untuk mengukur ketebalan PCB OSP.

Faktor Lain yang Perlu Dipertimbangkan Sebelum Menggunakan PCB OSP

Ini adalah beberapa faktor yang perlu Anda pertimbangkan untuk menghindari kerusakan besar pada PCB.

Menyimpan PCB OSP Anda

PCB OSP dapat bertahan untuk periode yang lama, tetapi itu hanya ketika Anda merawatnya dengan hati-hati. Pelindung yang dibuat dari OSP kuat tetapi tipis. Oleh karena itu, Anda perlu perawatan ekstra saat mengangkut dan mengoperasikan papan ini.

Jika tidak, pelindung akan pecah dan membuat papan Anda tidak berguna. Juga, Anda harus menghindari menyimpan PCB OSP pada suhu tinggi atau lembap untuk periode lama. Atau itu akan meningkatkan kemungkinan oksidasi dan mengurangi kemudahan pengelasan.

Tanda Bahaya Suhu

Namun, Anda dapat menghindari semuanya dengan tetap mematuhi prinsip penyimpanan berikut:

1. Pastikan Anda menggunakan kemasan vacuum dengan desikan dan kartu tampilan kelembaban untuk menyimpan papan Anda. Jika Anda menumpuk beberapa papan, letakkan kartu pelepasan di antara mereka untuk menghindari gesekan.

2. Hindari paparan PCB OSP Anda pada sinar matahari langsung. Misalnya, lingkungan penyimpanan yang ideal harus memiliki kelembaban relatif 30 hingga 70%, suhu 15 hingga 30⁰C, dan waktu penyimpanan maksimal 12 bulan.

Masalah Potensial Setelah Pengelasan Papan OSP

Pengelasan PCB

Normalnya warna papan OSP berubah setelah pengelasan. Namun, dua situasi menunjukkan apakah itu hasil positif atau masalah.

Catatan: Perubahan warna bisa disebabkan oleh ketebalan pelindung, kontaminan abnormal, waktu pengelasan, atau kuantitas mikro-etching.

Situasi Pengelasan

Situasi satu adalah situasi yang dapat diterima. Biasanya terjadi ketika flux menghilangkan oksidasi, yang melindungi kinerja pengelasan.

Tapi situasi dua bukan situasi yang baik. Dan itu berarti Anda memiliki papan OSP dengan integritas yang terpengaruh. Akibatnya, flux tidak akan menghilangkan oksidasi, dan kinerja pengelasan akan menurun.

Untungnya, ada tindakan spesifik yang dapat Anda lakukan untuk menghindari situasi dua. Tindakan-tindakan ini meliputi:

1. Selalu kontrol ketebalan OSP Anda dengan menjaganya dalam batas tertentu.

2. Juga, pastikan Anda membatasi proses mikro-etching Anda ke rentang tertentu.

3. Terakhir, hapus semua kontaminan selama pembuatan PCB untuk menghindari masalah pengelasan.

Mana yang Lebih Baik: ENIG, OSP, atau HASL

ENIG (Electroless Nickel/Immersion Gold) adalah finishing permukaan datar dan bebas timbal terbaik di dunia. Ia menawarkan fitur dan daya tahan yang unggul. Namun, ia mahal dan sulit ditemukan dibandingkan opsi finishing permukaan lain.

Di sisi lain, OSP menawarkan alternatif yang lebih murah tanpa mengorbankan kinerja. Ia juga bebas timbal dan dapat bertahan untuk periode yang lama.

Terakhir, HASL (Hot Air Solder Leveling) adalah pilihan yang baik jika Anda tidak keberatan dengan opsi yang mengandung timbal. Juga, HASL menekan papan sirkuit dengan lapisan tinggi, yang menyebabkan masalah keandalan.

Rangkuman

PCB

OSP adalah pilihan utama jika Anda ingin finishing permukaan yang unggul, murah, dan efektif. Ia juga melekat dengan baik pada tembaga dan tidak akan berinteraksi dengan permukaan lain.

PCB OSP mungkin memiliki pelindung yang lemah, tetapi mereka tidak akan menjadi masalah jika Anda dapat mengelolanya dengan baik.
Apakah Anda ingin memproduksi PCB OSP? Jangan ragu untuk menghubungi kami.