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— OSP = Organic Surface Protection —
keine kontinentale Geschmackssache bei
(MIC) - MicroCirtec - Micro Circuit Technology GmbH - Ihr Deutscher Leiterplattenhersteller
So einfach könnte die
Lösung für das Bleifrei-Problem
klingen: Die Leiterplatte in eine Lösung tauchen
und fertig
ist die lagerfähige, lötbare Endoberfläche.
Absolute Planarität
durch direkten Kontakt mit Kupfer
Und tatsächlich – es gibt sie, die bleifreie Alternative
zu HAL(Hot-Air Leveling) mit diesen
wunderbaren Fähigkeiten, zumindest aus der Sicht der Leiterplattenhersteller.
OSP ist
eine auf substituierten Imidazolen basierende organische Lösung, die durch ein Tauch-
oder Spülbad selektiv auf den lötbaren Kupferflächen abgeschieden wird.
Diese Schicht
ist transparent und maximal 0,2 bis 0,6 my dick und liegt wie Klarlack optisch kaum sichtbar auf
dem Kupfer.
Als reines Versiegelungsmedium bietet OSP gute Voraussetzungen für das Aufbringen
von Bauteilen, die absolut planare Oberflächen benötigen, da die Lotpaste sozusagen direkt
auf dem Kupfer aufgebracht wird.
Das bekannte Problem verdrehter Fine-Pitch Bauteile auf zu
dicken „Zinnbubbles“ bei
der HAL-Oberfläche ist damit auch passé.
Die Einpresstechnik läßt sich mit OSP präziser bewerkstelligen, wenn man die
grössere Härte des Kupfers durch den Direktkontakt zu dem Bauteil berücksichtigt.
Der
Lack schliesst die Kupferoberflächen luftdicht ab und „gönnt“ den
bearbeiteten Platinen eine maximale Lagerzeit von 6 Monaten.
Danach verliert die Organik mit zunehmender
Alterung allmählich ihre Charakteristik
als geschlossener Oberflächenschutz. Eine Diffusion in Kupfer, wie es z.B. bei chemisch
Zinn der Fall ist, findet nicht statt.
Kommt es durch Prozessfehler zu Lötproblemen, so kann man aufgrund der scharfen
Abgrenzung
zum Kupfer „Dewetting“ oder andere fehlerhafte Lötstellen optisch sofort
erkennen.
Das wichtigste Argument für OSP ist jedoch sein Preis: Im Gegensatz zur aufwendigen
elektrolytischen
bzw chemischen Prozessführung anderer Bleifrei-Alternativen ist OSP
im Kern nur ein Einstufenprozess.
Chemisch Zinn, chemisch Silber und chemisch Nickel-Gold sind daher
wesentlich teurer, HAL hingegen nur marginal.
Vorbehalte - nur aus europäischer
Sicht?
Wo also liegen die Nachteile? Zumeist europäische Anwender
wissen darauf eine
Menge Antworten: Vor allem in der Mischbestückung und anderen mehrfachen
thermischen
Prozessen bricht die organische Schutzschicht schon ab Temperaturen
oberhalb von 150 C° auf.
Insgesamt ist das Einsatzfeld höherer Lötschmelz-Temperaturen noch nicht zuverlässig
erprobt. Zudem läßt sich OSP nicht bonden.
Die Benetzungsneigung mit Lotpaste – insbesondere bei bleifreier Lotpaste – steht
in
starker Abhängigkeit zum Lötverfahren wie z.B. Konvektionsofen mit oder ohne
Stickstoffatmosphäre,
Dampfphasenofen etc.
Auf der Grundlage bisheriger Untersuchungen ist sie schlechter als bei den
anderen
genannten Oberflächen. Daher ist der Selbstzentrierungseffekt deutlich geringer und
erfordert
eine höhere Genauigkeit des Lotpastendruckes.
Zudem ist im Rahmen der Lötfähigkeitsuntersuchung der Schwerpunkt auf ein
adäquates
Fluxmittel zu legen, da dieses neben der thermischen Wirkung ebenfalls
zum Entfernen der OSP-Schicht
beiträgt.
Aber es ist vor allem der Anspruch an die Flexibilität einer bleifreien Oberfläche,
sie
mehrfach und zu unterschiedlichen thermischen Prozessen mit Standardfluxmitteln
löten
zu können, die den Zuspruch für OSP in Europa eher in Grenzen halten.
So ist es nicht verwunderlich, dass vor allem in Asien OSP so beliebt
ist wie in Europa
Chemisch Zinn oder Chemisch Silber in den USA.
Die Umgebung einer von langer Hand geplanten Massenfertigung – oft
auch „inhouse“ –
mit
einem einmaligen thermischen Lötprozess geben OSP hier absoluten
Favoritenstatus.
Solange Europa sich in Richtung der flexiblen Kleinserienbestückung mit einer Vielzahl
technischer Sonderanforderungen bewegt, wird OSP eine „Nischen“- Alternative bleiben.
