Organisches Nanometall

Um die Lötfähigkeit bei chem. Zinn zu verlängern wird eine Sperrschicht aus Nanometall auf die zu verzinnende Kupferfläche aufgebracht.

Die Schichtstärke beträgt ca. 0,08 – 1,0µm. Ohne diese Schicht würde das chem. Zinn nach wenigen Tagen oxidieren und ins Kupfer eindiffundieren.

Das verwendete Nanometall wurde ursprünglich einmal als Oxidschutz für Metalloberflächen entwickelt. Es handelt sich hierbei um eine Dispersion in der sich winzige organische Metallteilchen befinden. Diese verbinden sich beim Kontakt mit Kupfer zu einem geschlossenen Film und bilden somit die erwähnte Sperrschicht. Dieses hört sich nun sehr schön an und funktioniert in der Regel auch. Jedoch bei Verunreinigungen und, oder Kupferanreicherung in der Dispersion neigen die Metallteilchen dazu Agglomerate (Klümpchen) zu bilden, die sich dann als Sediment (Bodensatz) absetzen. 

Hat die Agglomeratbildung einmal begonnen ist diese nicht mehr zu stoppen und führt zur Zerstörung der Dispersion. Oft wird dieser Vorgang nicht rechtzeitig bemerkt, sodass die Sperrschicht löchrig wird. An diesen Stellen wird nachfolgende Zinnschicht nach Kurzer Zeit oxidieren und ins Kupfer diffundieren. Es kommt so weit, dass sich Kupfer und regelrecht gegenseitig zerstören. Dieser Vorgang entsteht bei durchkontaktierten Leiterplatten und Multilayern zuerst an den Hülsen der Bohrungen und setzt sich später nach außen auf die Pads fort. Das kommt daher, da die Kupferhülse rau ist und der Nanometallschichtfilm dadurch unterbrochen ist.

Hat hier einmal die Diffusion begonnen, lässt sie sich nicht mehr aufhalten.