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Qu'est-ce que le PCB OSP ? Signification, avantages et inconvénients

Table des matières

OSP PCB jouit d'une domination significative sur les autres types de cartes. Il utilise l'OSP comme revêtement protecteur, un film peu coûteux et sans plomb présentant plusieurs autres avantages. Ci-dessous, nous expliquons ce que signifie avoir votre circuit imprimé recouvert de ce matériau, y compris les bons et les mauvais côtés.

Qu'est-ce que le PCB OSP ?

Il s'agit d'un circuit imprimé nu avec OSP comme finition de surface. La forme complète OSP dans la fabrication de PCB est un conservateur de soudabilité organique. Cela désigne un type de revêtement appliqué sur des planches nues. Il protège principalement les surfaces en cuivre contre oxydation. Vous pouvez également l'appeler anti-ternissement.

Les PCB contiennent des couches de cuivre. Le cuivre est un métal actif qui s'oxyde facilement lorsqu'il est exposé aux éléments. L'oxydation réduit la soudabilité et affecte la fiabilité globale de la carte.

L'application d'un revêtement protège le cuivre (et le PCB) contre ces dommages. Le revêtement peut être constitué de nombreux matériaux différents. L’un d’eux, et l’un des plus populaires, est le conservateur organique de soudabilité.

Le conservateur de soudabilité organique ne contient aucune toxine, est peu coûteux et offre une facilité d'application. D'autres matériaux de revêtement incluent le HASL, l'ENIG, l'ENIPIG et l'étain ou l'argent par immersion : plus d'informations sur le composé et ses propriétés ci-dessous.

Les caractéristiques d'épaisseur des conservateurs organiques de soudabilité
Les caractéristiques d'épaisseur des conservateurs organiques de soudabilité
Ressource: https://www.semanticscholar.org

Matériau PCB OSP

Le conservateur est biologique et disponible en trois types distincts : colophane, résine active et azole. L'azole est le plus populaire d'entre eux. Il appartient à un groupe de composés constitué des benzimidazoles, des benzotriazoles et des imidazoles.

Le matériau présente diverses caractéristiques qui le rendent utilisable comme revêtement protecteur de circuits imprimés. Premièrement, il forme une fine couche plate, généralement de 0.2 à 0.5 microns d’épaisseur.

Deuxièmement, il adhère facilement aux surfaces en cuivre grâce au processus d'adsorption. Lors du soudage, il se désintègre et s'évapore facilement en présence de flux de soudure.

Toutes ces qualités rendent le matériau facile à appliquer. De plus, il est sans plomb et peut être utilisé en toute sécurité sur les circuits imprimés. Cela signifie également qu'il est conforme Normes RoHS.

Finition OSP sur les couches de cuivre des PCB
Finition OSP sur les couches de cuivre des PCB
Ressource: https://www.researchgate.net

Avantages et inconvénients des PCB OSP

Si vous choisissez entre des conservateurs de soudabilité organiques et d'autres matériaux pour votre projet de circuit imprimé, vous voudrez peut-être d'abord comprendre ses avantages. Vous voulez également connaître ses lacunes. L’utilisation du conservateur pour enduire vos planches nues offre ces avantages et inconvénients.

Avantages

  • La finition est peu coûteuse et facile à appliquer, ce qui réduit les coûts de fabrication des planches
  • La finition PCB OSP est sans plomb et ne nuira pas à l'environnement
  • Il présente une bonne mouillabilité pendant le processus de soudure
  • Le revêtement est fin et plat, ce qui constitue un avantage pour le processus de refusion et les composants SMT
  • Ces planches sont faciles à retravailler ou à réparer. Flux de soudure enlève facilement le film
  • Les cartes nécessitent des quantités minimes de masque de soudure par rapport à la plupart des autres revêtements.

Inconvénients

  • Le film est moins résistant aux dommages causés par l'abrasion, ce qui oblige les planches à nécessiter une grande prudence lors de leur manipulation ou de leur stockage.
  • Le conservateur est incolore. Cette propriété rend l’inspection transparente et difficile
  • La durée de conservation des PCB OSP est relativement courte, inférieure à 12 mois
  • Les planches sont exigeantes à stocker, et on ne peut pas les conserver trop longtemps avant l'assemblage
Finition OSP sur une ligne de transmission de circuit imprimé
Finition OSP sur une ligne de transmission de circuit imprimé
Ressource: https://www.researchgate.net

Processus OSP dans la fabrication de PCB

L'application de finition OSP PCB est un processus en plusieurs étapes qui nécessite une exécution minutieuse, sinon des problèmes pourraient survenir, entraînant des problèmes de soudabilité et d'autres problèmes. Les principales étapes d'application sont le dégraissage, la micro-gravure, l'application du film et le séchage.

Étape 1: nettoyage

Il élimine les contaminants qui ont pu s'accumuler lors de la manipulation des huiles et autres saletés. La solution de nettoyage doit rester dans une plage spécifiée PH (4.0-7.0). Dans le cas contraire, le tableau risque de ne pas atteindre le niveau de propreté requis.

Étape 2: gravure

Ensuite, la planche subit un processus de micro-gravure. La gravure aide à éliminer toute oxydation restante de la surface du cuivre. Il rend également le cuivre rugueux pour le préparer à l'application du film. Un autre rinçage est également nécessaire avant de former l'enduit.

Étape 3 : Application du film

La planche entre dans un réservoir ou passe par un système de convoyeur pour la formation du film. Le matériau adhère au cuivre. Après application, le PCB subit un autre processus de nettoyage pour le rincer.

Étape 4 : Séchage du film

Le revêtement passe à l'étape de séchage. Le séchage est un processus hautement contrôlé pour garantir la qualité du film. Après séchage, la planche subit un nettoyage. Après cela, il est prêt à être monté avec les composants. Vous pouvez également le stocker pour un assemblage ultérieur.

Tests d'oxydation des PCB OSP
Tests d'oxydation des PCB OSP
Ressource: https://www.researchgate.net

Problèmes de finition du PCB OSP

Des problèmes d'OSP surviennent lors de l'application du film ou lors de la manipulation (transport) et du stockage. Ils incluent la décoloration et la dégradation. Les causes sont les suivantes.

  • Exposition à des températures élevées
  • Niveaux d'humidité élevés
  • Abrasion ou frottement

Évitez d'exposer la planche à des niveaux de chaleur excessifs. Par exemple, des températures élevées de cuisson des PCB OSP peuvent entraîner des décolorations. Cela peut même dégrader le film et lui faire perdre ses caractéristiques protectrices.

La plupart des problèmes sont liés au stockage, il est donc utile de comprendre comment et où conserver ces circuits imprimés. La section suivante explique plus en détail comment procéder.

Comment stocker le PCB OSP

Les fabricants assemblent les cartes PCB OSP peu de temps après leur fabrication. Dans les cas où l'assemblage n'est pas possible, un stockage approprié est nécessaire. Diverses règles s'appliquent lors du stockage des circuits imprimés revêtus pour éviter la dégradation du film.

Maintenir jusqu'à 70 % humidité relative niveau dans le débarras. Cela aidera à prévenir l’oxydation. La température de stockage compte également. Gardez-le en dessous de 30 °C pour éviter d'endommager le film mince avant l'assemblage.

Évitez de stocker les cartes plus de six mois avant de les monter avec des composants. Le film peut se dégrader. Si vous dépassez la durée de conservation recommandée, envisagez de la réappliquer.

Représentation visuelle des deux types de revêtement
Représentation visuelle des deux types de revêtement
Ressource: https://www.researchgate.net

PCB OSP contre ENIG

Votre choix de finition de surface du PCB a un impact sur sa qualité et sa longévité. OSP et ENIG sont deux types de finition populaires. Mais même si les deux sont conformes à la directive RoHS et présentent une excellente soudabilité, ils présentent quelques différences.

  • Matière: OSP signifie Conservateur de Soudabilité Organique. ENIG est une abréviation de Electroless Nickel Immersion Gold.
  • Facilité d'application : ENIG est également l'option la plus coûteuse, car le matériau coûte plus cher et son application est complexe.
  • Durée de conservation: La finition de surface des PCB OSP a une durée de conservation plus courte, d'environ 6 à 12 mois, tandis que ENIG peut rester 12 mois ou plus.
  • Prix: Cela coûte plus cher et nécessite un processus de candidature complexe.

Ces différences devraient vous aider à choisir entre les deux types de PCB. Les cartes OSP conviennent parfaitement aux grandes séries de production avec des délais serrés. D'un autre côté, les cartes ENIG sont meilleures si l'application nécessite des niveaux de tolérance plus élevés.

Conclusion

Un PCB recouvert d'OSP utilise un conservateur de soudabilité organique comme revêtement protecteur pour les surfaces en cuivre. Il aide à prévenir l'oxydation, à améliorer la soudabilité et à protéger la qualité du PCB. Diverses raisons expliquent sa popularité. Il coûte moins cher, est sûr à utiliser et forme une couche fine et plate pour les processus de refusion et d'assemblage SMT, entre autres avantages.

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