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—  OSP = Organic Surface Protection  —  

keine kontinentale Geschmackssache bei

(PCP) - Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik 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
angemessenes 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.

 
  Unterschiedliche Industriestrukturen – unterschiedliche Oberflächen  
  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.

 
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