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pcb贾凡尼效应原理与化学银镀工艺分析
贾凡尼现象或效应指两种金属由于电位差的缘故,通过介质产生了电流,继而产生了电化学反应,电位高的阳极被氧化。
一、沉银板的生产流程
除油→水洗→微蚀→水洗→预浸→沉银→抗氧化→水洗→水平烘干
二、沉银板的贾凡尼效应的原理
2Ag+ + Cu → Ag +2 Cu2+
在正常条件下,由于银与铜能发生置换反应,由于不同金属元素化学置换电动势差异,低电势元素会被高电势元素所氧化(丢电子),而高电动势元素得到电子而还原,在沉银缸中,Ag离子在此反应得到电子还原(2Ag+ + 2e →2Ag,半反应电动势E0=),铜被氧化丢电子(Cu-→Cu2++2e-,半反应电动势=),这样,铜的氧化和银离子的还原同时进行,形成均匀的镀银层,如上反应式及图1所示。然而,如果阻焊层和铜线路之间出现“缝隙”,缝隙里银离子的供应就会受限,阻焊层下面的铜可以被腐蚀为铜离子,为裂缝外的铜焊盘上的银离子还原反应提供电子(如图 2 所示)。由于所需的电子数量与还原的银离子数量成比例,贾凡尼效应的强度随暴露铜焊盘表面积
及镀银层厚度而增加。
三、沉银板的贾凡尼效应造成的主要缺陷及改善措施
沉银板的贾凡尼效应造成的主要缺陷为由于铜厚不足造成的开路,主要有以下两种:
焊盘和被阻焊覆盖的线路连接的颈部位置开路
对于此种贾凡尼效应的风险可以通过以下方法防止或减少:
(1)控制浸银微蚀在要求的微蚀量内;
(2)在设计中避免大的铜面和细小铜线路结合,增加泪滴设计;
(3)通过优化阻焊前处理、曝光、固化、显影工艺及使用抗化学阻焊油墨来提高阻焊油的结合力,避免出现侧蚀或阻焊油墨脱落的现象;
盲孔在浸银后出现空洞导致开路
对于此种贾凡尼效应的风险可以通过以下方法防止或减少:
(1)提高电镀孔铜层均匀性和孔铜厚度;
(2)在保证客户正常沉银品质的情况下,尽量减少沉银前处理微蚀时间和沉银时间;
(3)在前处理和沉银槽液中安装超声波或喷流器也有很大改善作用;