PCB的新型有机金属纳米表面涂覆

hoto-Electron Spectr-oscopy)深度分布(Depth Profile)表明，在回流焊的前后，Ag的深度分布，一般仅在2nm-3nm之间变动。在整个回流焊过程中，最外层表面上的Ag：Cu比率虽然有些变化，但是其变化是很小的。而在回流焊以后，对2nm深度分布的分析表明，Ag：Cu比率是没有变化的。这也表明，0M基纳米表面涂覆层不存在着银．迁移问题的烦恼，看来，银是以络合物与OM而固定下来。

　　而更有趣的问题是在PCB焊盘表面上的金属与氧化铜的比率，在回流焊的前后，这个比率不发生变化，如图4所示。这充分证明，这种新的O M基纳米表面涂覆层在保护Cu的氧化方面是有优良能力的。

图4  新鲜样品表面的铜与氧化的铜比率

　　2．4开尔文电位(Ke lvin Potential)
 

　铜、氧化铜、在铜上化学浸银和在铜上浸渍0M／Ag纳米表面涂覆等的样品上，采用扫描开尔文探头(SKP，UBM Me s stechnik GmbH)分别测定了表面电位。对于表面氧化的敏感性而言，开尔文电位·是很可靠的指示器。不同处理的和未处理新鲜铜的表面的开尔文电位测试结果示于表1中。

 

　　新纳米表面涂覆组成的0M／Ag纳米级(颗粒大小)络合物，其开尔文电位已经接近纯银的开尔文电位，而化学浸纯银的厚度是OM／Ag纳米级(颗粒大小)络合物表面涂覆厚度100倍以上。

　　2．5   0M／Ag纳米级络合物表面涂覆微空洞 

　　大家知道，在化学浸银等的表面涂覆层中，发生微空洞是PCB要考虑和研究的课题。而OM基的纳米级(颗粒大小)络合物表面涂覆层是不会发生微空洞的，通过OM基处理的剖面和xPS检查表明是没有微空洞的。

　　2．6   热老化和可焊性试验

　　热老化是模拟焊接和储存条件来完成的。为了模拟焊接条件，测试的在制板经过0M幕的纳米级表面涂覆层处理后，选择具有峰值温度接近250℃的无铅焊接曲线，在回(再)流焊烘炉中，按标准条件“回火”到(Tempe red Up)ⅣU次。而模拟储存条件是测试的在制板在155℃下老化4h。

　　在回流焊前和经回流焊后的OM／Ag纳米级表面涂覆样品和化学浸银样品的性能进行比较，其结果示于表2中。通过PCB制造商和组装工厂的大量实践也证明了这些试验的结果。图5表明，经过0M／Ag纳米表面涂覆处理后的在制板又经过回流焊条件烘烤是不变色的。
 

表2在回流焊前后。不同表面涂覆层的湿润角


图5经过OM／Ag纳米表面涂覆处理后回流焊时不变色

　OM基纳米表面涂覆层优良的可焊性结果是由客观评价而证明了的。对广泛应用的有机可焊性保护剂(OSP)与OM基纳米表面涂覆层之间的比较也进行了，主要是采用可焊性分析和湿润平衡(wetting Balance)来确定它们的润湿力(Wetting Force)。试验结果表明OM基纳米表面涂覆层的润湿力(1．0mN) 几乎是OSP保密涂覆层润湿力(0．55m)的两倍。
 

　　2．7焊料焊接

　　一个外部的客观分析表明，采用0M／Ag纳米级表面涂覆层的BGA焊盘进行无铅锡焊料焊接是具有高质量的焊接结构的(图6)。可以期望采用OM／Ag纳米级表面涂覆层的焊接是具有长期可靠性的。

图6焊接点连接是优良的
 

　　3结论

　　OM／Ag纳米级(颗粒大小)络合物可作为PCB可焊性表面涂覆(镀)层。它具有更薄的厚度(50nm，仅为最薄的化学镀银的1／6左右)，可用于无铅焊接条件。同时，OM／Ag纳米级可焊表面涂覆层比起非纳米级的常规可焊性表面涂(镀)层(包括0 S P涂覆层等)来说，在抗老化、抗变(退)色和可焊性等方面有更好的性能。