OSP란 무엇인가요?

OSP는 인쇄 회로 기판(PCB)의 구리 호일 표면 마감재입니다. RoHS 지침을 충족합니다. 간단히 말해, OSP는 화학 공정을 통해 깨끗한 구리 표면에서 성장하는 얇은 유기 필름입니다. 이 필름은 산화, 열 충격, 습기로부터 구리를 보호합니다. 정상적인 조건에서 구리가 녹슬거나 황화되는 것을 방지합니다. 동시에 고온 납땜 시 플럭스에 의해 필름이 빠르게 제거될 수 있어야 합니다. 그래야 밑에 있는 깨끗한 구리가 용융된 땜납과 빠르게 결합하여 강력한 솔더 조인트를 형성할 수 있습니다.

전자 제품이 더 가볍고, 더 얇고, 더 짧고, 더 작고, 더 기능적이 되면서 회로 기판은 더 높은 정밀도, 더 얇은 프로파일, 더 많은 레이어, 더 작은 구멍을 향해 나아가고 있습니다. SMT는 빠르게 발전해 왔습니다. SMT는 IC 카드, 휴대폰, 노트북, 튜너와 같은 기기에 고밀도 얇은 기판을 사용합니다. 따라서 열풍 솔더 레벨링(HASL)은 이러한 요구에 적합하지 않게 되었습니다.

동시에 HASL에 사용되는 Sn-Pb 솔더는 친환경적이지 않습니다. 2006년 7월 1일 EU RoHS 지침이 시행된 후, 업계에서는 PCB 표면 마감을 위한 무연 대체재가 필요했습니다. 일반적인 선택은 OSP, ENIG(무전해 니켈 침지 금), 침지 은, 침지 주석입니다.

OSP 프로세스 단계

일반적인 OSP 프로세스 흐름:

1. 탈지(오일 제거) →

2. 물로 두 번 헹구기 →

3. 마이크로 에칭 →

4. 물로 두 번 헹구기 →

5. 산성 세척 →

6. DI 물 헹굼 →

7. 필름 형성 및 자연 건조 →

8. DI 물 헹굼 →

9. 최종 건조

다음은 주요 단계에 대한 자세한 내용과 해당 단계가 중요한 이유입니다.

1. 탈지

좋은 탈지는 필름 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 탈지가 불량하면 필름 두께가 고르지 않게 됩니다. 안정적인 탈지를 유지하려면 공정 범위 내에서 클리너의 화학물질 농도를 조절하세요. 또한 탈지 성능을 자주 점검하세요. 탈지 성능이 좋지 않으면 제때 클리너를 교체하세요.

2. 마이크로 에칭

마이크로 에칭은 구리 표면을 약간 거칠게 만듭니다. 이는 필름 접착에 도움이 됩니다. 마이크로 에칭 두께는 필름 형성 속도에 영향을 줍니다. 안정적인 필름 두께를 얻으려면 마이크로 에칭 깊이를 안정적으로 유지하세요. 일반적으로 1.0-1.5μm 정도로 유지하는 것이 적절합니다. 각 교대 전에 마이크로 에칭 속도를 측정한 다음 해당 속도만큼 마이크로 에칭 시간을 설정할 수 있습니다.

3. 필름 형성

필름이 형성되기 전에 필름 용액의 오염을 방지하기 위해 DI 물로 헹굽니다. 필름이 형성된 후에는 DI 물로 다시 헹굽니다. 필름 층이 오염되거나 손상되지 않도록 헹굼수 pH를 4.0~7.0으로 유지합니다. OSP 필름 두께를 조절하는 것이 핵심입니다. 필름이 너무 얇으면 열충격 저항성이 떨어집니다. 리플로우 중에 필름이 고온(약 190~200°C)을 견디지 못할 수 있습니다. 그러면 납땜 성능이 떨어집니다. 조립 라인에서 필름은 플럭스가 용해되기 쉬워야 합니다. 그렇지 않으면 납땜이 제대로 이루어지지 않습니다. 일반적인 필름 두께 목표는 0.2-0.5μm입니다.

OSP 필름에 대한 참고 사항

OSP 필름은 매우 얇아서 긁히거나 문지르면 쉽게 벗겨질 수 있습니다. 생산 및 운송 시 보드를 조심스럽게 다루세요. 또한 고온 납땜 사이클을 여러 번 반복하면 사용하지 않은 패드의 OSP 필름이 변색되거나 갈라질 수 있습니다. 이는 납땜성과 신뢰성에 영향을 미칩니다.

OSP 표면 마감을 위한 PCB 생산 요구 사항

다음은 OSP 보드를 안정적으로 유지하기 위한 생산 및 취급 규칙입니다.

A. 일반적인 제작 및 보관 규칙

1. OSP가 있는 PCB는 진공 포장 상태로 도착해야 합니다. 건조제 및 습도 표시 카드를 포함합니다. 운송 및 보관 중에는 보드 사이에 절연지를 넣어 마찰로 인한 OSP 손상을 방지하세요.

2. 보드를 직사광선에 노출시키지 마세요. 적절한 창고 환경을 유지하세요. 상대 습도(RH): 30-70%. 온도: 15-30 °C. 보관 수명은 6개월 미만이어야 합니다.

3. SMT 스테이션에서 기판을 개봉할 때는 진공 포장, 건조제, 습도 카드를 확인합니다. 문제가 있는 경우 보드를 PCB 제조업체에 반환하여 재작업한 후 사용하세요. 개봉 후 8시간 이내에 보드를 라인에 넣습니다. 한 번에 많은 팩을 개봉하지 마세요. “필요에 따라 개봉하고 필요에 따라 생산”이라는 규칙을 따르세요. 장시간 노출되면 일괄 납땜 결함이 발생합니다.

4. 스텐실 인쇄 후 보드를 오븐에 빠르게 넣습니다. 가만히 두지 마세요. 최대 대기 시간은 1시간입니다. 솔더 페이스트 플럭스는 OSP 필름을 강하게 부식시킬 수 있습니다.

5. 작업장 환경을 안정적으로 유지하세요. RH 40-60%. 온도 18-27°C.

6. 생산 중에는 맨손으로 PCB 표면을 만지지 마세요. 땀과 피부 유분은 산화를 일으킬 수 있습니다.

7. 단면 SMT를 먼저 수행하는 경우 12시간 이내에 두 번째 면 SMT를 완료합니다.

8. SMT 후 최대 24시간 이내에 가능한 한 빨리 DIP 삽입을 완료합니다.

9. 젖은 OSP 보드를 굽지 마세요. 고온에서 구우면 OSP가 변색되거나 성능이 저하될 수 있습니다.

10. 기한이 지났거나 습기가 있거나 인쇄 결함 후 청소한 사용하지 않은 보드는 OSP 재작업을 위해 보드 제조업체에 반환해야 합니다. 동일한 보드를 OSP로 세 번 이상 재작업하지 마십시오. 세 번 재작업한 후에는 보드를 폐기합니다.

B. OSP 기판용 SMT 스텐실 설계 규칙

1. OSP 보드는 평평합니다. 이는 납땜 페이스트 모양을 만드는 데 도움이 됩니다. 하지만 OSP 패드는 HASL처럼 여분의 땜납을 공급할 수 없습니다. 따라서 스텐실 구멍을 약간 넓혀야 합니다. 이렇게 하면 땜납이 패드 전체를 덮을 수 있습니다. HASL에서 OSP로 변환할 때는 스텐실을 다시 디자인합니다.

2. 조리개를 확대한 후 스텐실 구멍 모양을 “오목한” 디자인으로 변경하여 솔더 볼, 툼스톤 및 노출된 구리를 처리합니다. 이렇게 하면 솔더 볼 형성을 방지하는 데 도움이 됩니다.

3. 부품 배치에 실패하여 부품이 누락된 경우 납땜 페이스트가 가능한 한 패드를 최대한 덮고 있는지 확인합니다.

4. 구리 산화 및 신뢰성 문제를 방지하려면 ICT 테스트 포인트, 실장 나사 구멍 및 노출된 비아 패드(뒷면은 웨이브 납땜 가능)에 솔더 페이스트를 인쇄하는 것을 고려하세요. 스텐실 디자인 시 이러한 구멍을 반드시 포함해야 합니다.

C. 솔더 페이스트 인쇄 불량 기판 취급하기

1. 인쇄 오류가 발생하지 않도록 주의하세요. 청소하면 OSP 레이어가 손상됩니다.

2. 기판에 솔더 페이스트 인쇄가 불량한 경우, 휘발성이 높은 솔벤트로 OSP 기판을 담그거나 세척하지 마세요. OSP 필름은 유기 용제가 먹기 쉬우므로 75% 에탄올에 적신 부직포를 사용하여 페이스트를 닦아냅니다. 그런 다음 송풍기를 사용하여 말립니다. 이소프로필 알코올(IPA)을 사용하여 청소하지 마세요. 긁어내는 칼을 사용하여 페이스트를 제거하지 마세요.

3. 인쇄 결함을 청소한 후 1시간 이내에 해당 면의 SMT 작업을 완료합니다.

4. 인쇄 결함이 대량으로 발생하는 경우(예: 20개 이상), 중앙 집중식 재작업을 위해 PCB 제조업체에 반환합니다.

SMT 조립에서 OSP의 특징은 무엇인가요?

OSP 보드는 엄격한 보관 및 취급이 필요합니다. 진공 팩을 개봉한 시점부터 첫 번째 리플로우 또는 첫 번째 리플로우 후까지 체류 시간을 엄격하게 관리해야 합니다. 그렇지 않으면 두 번째 리플로우 품질에 영향을 미칩니다. 한 번의 리플로우 사이클이 끝나면 일반적으로 PCB 표면의 유기 보호막이 파괴되고 기판은 산화 보호 기능을 잃게 됩니다. 그러면 두 번째 리플로우가 더 어려워집니다. 또한 OSP 표면 마감은 다른 마감보다 솔더 페이스트 습윤성이 떨어지는 경향이 있습니다. 솔더 조인트에서 구리가 노출되어 신뢰성이 떨어질 수 있습니다. 솔더 외관이 IPC 클래스 3 표준을 쉽게 충족하지 못할 수 있습니다. 핀인페이스트(PIP)를 사용하는 많은 제품은 OSP와 잘 어울리지 않습니다.

하지만 OSP 보드는 평평하고 평면적입니다. 보드 제조가 안정적이고 비용이 저렴합니다. 다른 마감재와 비교했을 때 OSP는 분명한 장점이 있습니다. 그래서 많은 회사들이 여전히 OSP 마감을 선호합니다.

OSP 프로세스 이점

1. SMT 조립에 드는 비용이 저렴합니다.

2. 높은 납땜 접합 강도.

3. 올바르게 취급하면 납땜성이 우수합니다.

4. 고밀도 패드 디자인에 적합한 평평한 표면.

5. 혼합 표면 마감(예: 선택적 ENIG)과 호환됩니다.

6. 손쉬운 재작업.

OSP 프로세스의 단점

1. 더 높은 접촉 저항. 이는 전기 테스트에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 라인 납땜을 통한 스루홀 납땜에는 적합하지 않습니다.

3. 열 안정성 및 공정 견고성 저하. 한 번의 고온 리플로우 후에는 일반적으로 더 이상 산화 방지 기능이 없습니다. 공정 기간이 짧습니다. 첫 납땜 이후의 모든 SMT 단계는 24시간 이내에 완료되어야 합니다.

4. 부식에 강하지 않습니다.

5. 인쇄 정확도에 대한 요구가 높습니다. 세척 시 OSP 필름이 손상될 수 있습니다(알코올과 산은 OSP를 저하시킬 수 있음).

6. 웨이브 납땜 구멍의 납땜 스루 성능이 좋지 않습니다.

조립 라인에서 OSP 보드를 사용하기 위한 실용적인 팁

• 항상 건조제 및 습도 카드와 함께 진공 팩에 담긴 OSP 보드를 받으세요. 한 번에 한 팩씩 개봉합니다. 보드를 빠르게 사용하세요.

• 노출된 패드를 만지지 마세요. 부득이한 경우 장갑이나 핀셋을 사용하세요.

• 조립 환경을 안정적으로 유지하세요: RH 40-60%, 온도 18-27°C.

• 리플로우 전에 보드를 1시간 이상 인쇄된 상태로 두지 마세요.

• 첫 번째 리플로우와 후속 공정 단계 사이의 시간을 짧게 유지합니다. 첫 번째 리플로우 후 24시간 이내에 모든 SMT를 완료하는 것을 목표로 합니다. 지연이 불가피한 경우 리플로된 기판을 건조한 캐비닛에 보관하고 PCB 공급업체의 지침을 따르십시오.

• 페이스트 결함을 청소해야 하는 경우 부직포 천에 75% 에탄올을 사용합니다. 부드럽게 닦아냅니다. 공기로 말립니다. 담그지 마십시오. IPA 또는 강한 솔벤트를 사용하지 마세요. 칼날로 긁어내지 마세요.

• OSP 패드용 스텐실을 약간 큰 조리개로 디자인합니다. 납땜 볼 문제를 줄이려면 오목한 조리개 모양을 고려하세요.

• 노출된 테스트 포인트와 나사 구멍의 경우 디자인이 허용하는 경우 구리를 보호하기 위해 납땜 페이스트를 인쇄하는 것이 좋습니다.

OSP를 선택해야 하는 경우

언제 OSP를 선택합니다:

• 고밀도 SMT 기판에는 저비용 마감 처리가 필요합니다.

• 미세 피치 컴포넌트에는 평평한 표면이 필요합니다.

• 어셈블리 흐름에서 저장 공간과 타이밍을 엄격하게 제어할 수 있습니다.

• 열 주기 및 웨이브 솔더링에 대한 제한에 동의합니다.

OSP는 언제 선택하지 마세요:

• 고온 사이클 또는 웨이브 솔더링 단계가 많이 필요합니다.

• 현장에서 보호 장치 없이 노출된 패드에서 장기간 보관해야 합니다.

• 제품은 특별한 제어 없이 엄격한 IPC 클래스 3 시각적 또는 납땜성 요건을 통과해야 합니다.

신뢰성 및 재작업에 대한 최종 참고 사항

OSP는 올바르게 취급하면 신뢰할 수 있습니다. 주요 위험은 스크래치, 장시간 노출, 개봉 후 장시간 대기, 반복적인 고온 납땜입니다. 대량 생산의 경우, 한 번에 한 팩 개봉, 몇 시간 내 사용, 리플로우 주기 제한, 재작업을 위한 의심스러운 보드 반송 등 명확한 규칙을 설정하세요. PCB 제조업체의 재작업의 경우 OSP 재작업 횟수를 추적합니다. 동일한 보드를 OSP로 세 번 이상 재작업하지 마세요. 그 후에는 보드를 폐기합니다.

필리패스트 소개 

필리패스트는 OSP 표면 마감을 갖춘 PCB 및 PCBA 서비스를 제공합니다. OSP는 세심한 취급이 필요하다는 것을 알고 있습니다. 건조제 및 습도 카드가 포함된 진공 팩으로 기판을 공급할 수 있습니다. 당사는 OSP용 스텐실 설계를 지원하고 취급 지침을 제공하여 더 높은 1차 수율을 얻을 수 있도록 지원합니다. 안정적인 품질, 빠른 리드 타임, 실용적인 조립 지원을 갖춘 OSP 기판이 필요한 경우, Philifast가 도와드릴 수 있습니다. 당사에 문의하시면 조립 라인 요구 사항을 충족할 수 있도록 도와드리겠습니다.