化學Ni/Au(ENIG),、化學鍍錫,、化學鍍銀、化學鍍Ni/Pd/Au(ENEPIG)和有機可焊性保護劑(OSP)等PCB可焊性表面涂(鍍)覆層不是納米級的表面涂(鍍)覆材料,，它們的表面涂覆厚度都在300nm(0.3um)以上,。而新開發(fā)的有機金屬OM(Organic Metals)的表面涂覆層，儀有50nm,，而更重要的是一一在50nm厚度OM表面涂覆層中,，它們由90%左右是導電聚脂(Conductive Polymer)材料和1 0%的金屬Ag(實際上Ag僅為4nm的厚度)來組成的，因此它優(yōu)越于目前所有的表面涂覆材料,。
1概述
有機金屬OM是一種特殊的有機材料,，即它是一種具有金屬特性的導電性聚合物。它是通過“合成”并“分散”開來的顆粒大小為10nm的有機金屬OM材料,。有機金屬OM材料用于防止銅氧化方面是非常有效的,，在幾年前就確立了這個論點。而應用于PCB的表面涂覆是十分經(jīng)濟的。同時,，即使經(jīng)過存放和熱老化(Storage and Thermal Aging)以后,，仍有優(yōu)良的可焊性。因此在浸錫沉積以前,，先進行有機金屬OM的表面涂覆(制備)是十分有益的,。更突出的是，OM是PCB頂級(Top-Quality)的表面涂覆層之一,，建立這種工藝可以廣泛應用于PCB工業(yè)上,，并且可用于無鉛焊接的電子產(chǎn)品的制造中。
在這個技術工藝中,，通過OM預浸處理可以在銅表面形成大約80nm厚的吸附層(Ad SO rb ed Laye r)，因而,，導致有選擇性的形成Cu+,，從而保護了下面的Cu。同時Cu+又作為催化劑為Sn2+提供了“電子”,，使S n沉積到Cu表面上,。
近10年來，經(jīng)過0rmecons的精心研究和探索,，成功地完成了含有“有機納米金屬”為PCB提供了優(yōu)良的表面涂覆層,。在三年以前，作為第一個以0M基的“納米表面涂覆層”提供了市場,。0M基的“納米表面涂覆層”,，不僅有足夠高的抗熱變(退)色(Di sc010 ration)而適用于無鉛焊接條件，而且,，現(xiàn)在新一代的0M-Ag絡合的納米表面涂覆層(Complex Nanorfinish)已經(jīng)問世,，并表明在抗老化、抗變(退)色和可焊性等方面有更好的性能,。
2工藝說明和性能介紹
下面是OM一Ag絡合的納米表面涂覆層的工藝形成過程及其性能實驗情況,。
2 .1 工藝流程
工藝流程是以特種酸清潔劑開始，經(jīng)過專門微蝕刻處理,，然后在制板(Panels)經(jīng)過短時間浸漬(調整1 0 s)后,，進入活化液槽(0MN7100，35℃/90 s),，經(jīng)過漂洗,、干燥便完成了。其加工工藝流程如下：
酸性清潔劑-漂洗-微蝕刻-漂洗-調整-OM液槽-去離子水漂洗-烘干
在制板樣品經(jīng)過掃描電子顯微鏡(SEM)和靜電庫倫法測量(GCM)進行結構研究(Morphology Investi2ation),。圖1表示PCB的銅焊盤表面經(jīng)過OM/A2納米表面涂覆處理以后的掃描電子顯微鏡的圖像,，SEM圖像表明，0M-Ag絡合物是處于銅結晶的界面處，而大部分面積(區(qū)域)是銅的表面,。
圖1 PCB用OM/Ag納米表面涂覆處理后的SEM圖象
2 .2庫倫法研究(couIometric lnvestigation)
采用靜電庫倫法測量(GCM,，Galvanostatic Coulomet：ric Measurement)的電化學研究表明，以0M基的納米表面涂覆是形成了新型的絡合物,，如圖2所示,。這個新型絡合物的電位(電勢)是明顯區(qū)別于普通(單純)的Ag處在Cu表面上的。
圖2 Gu,、在Cu上浸Ag和在Cu上OM/Ag的“電位一時間”曲線
OM/Ag納米顆粒絡合物對銅的表面涂覆的關系是取決于浸漬時間的,，其情況表示于圖3中。電位(壓)大小表明,，銅表面將隨著開始加工的進行而緩慢地減少,，在40s一60s之間具有最高的覆蓋率，而在60s以后的無銅的覆蓋率將緩慢地下降,，并在9 0 s后檢測(電化學可看出)不到銅,。
OM基納米表面涂覆層優(yōu)良的可焊性結果是由客觀評價而證明了的。對廣泛應用的有機可焊性保護劑(OSP)與OM基納米表面涂覆層之間的比較也進行了,，主要是采用可焊性分析和濕潤平衡(wetting Balance)來確定它們的潤濕力(Wetting Force),。試驗結果表明OM基納米表面涂覆層的潤濕力(1.0mN) 幾乎是OSP保密涂覆層潤濕力(0.55m)的兩倍。
焊料焊接
一個外部的客觀分析表明,，采用0M/Ag納米級表面涂覆層的BGA焊盤進行無鉛錫焊料焊接是具有高質量的焊接結構的,。可以期望采用OM/Ag納米級表面涂覆層的焊接是具有長期可靠性的,。
3結論
OM/Ag納米級(顆粒大小)絡合物可作為PCB可焊性表面涂覆(鍍)層,。它具有更薄的厚度(50nm，僅為最薄的化學鍍銀的1/6左右),，可用于無鉛焊接條件,。同時，OM/Ag納米級可焊表面涂覆層比起非納米級的常規(guī)可焊性表面涂(鍍)層(包括0 S P涂覆層等)來說,，在抗老化,、抗變(退)色和可焊性等方面有更好的性能。