PCB贾凡尼效应的基本概念、原因分析和改善方法

PCB贾凡尼现象或贾凡尼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、化学银及贾凡尼效应原理
众所周知，化学沉银的反应机理非常简单，即为简单的金属置换反应，其反应过程可以表达为：
Ag＋＋e-=Ag E=0.799
Cu+++ 2e-=Cu E=0.340
大发快盈500 2Ag＋＋Cu=2Ag+Cu++ E=0.459

大发快盈500 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=0.799volts）,铜被氧化丢电子（Cu-→Cu2++2e-，半反应电动势=0.340volts），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。

大发快盈500 化学银层经过一定厚度的沉积，就可以实现对铜面的保护，顺利完成焊接保护的使命，但是往往事与愿违。沉银过程中并非一帆风顺，我们都知道PCB 表面经过油墨印刷后才进行表面涂覆处理，而油墨印刷后PCB 的铜面将会呈现另外一种景象。阻焊制程中由于显影的作用油墨或多或少的存在侧蚀，因此加工出来的油墨往往呈现下图的形态：

这种形态的油墨结构就提供了化银所谓的“贾凡尼效应”发生的良好环境。这种油墨的undercut 通常会形成狭小的裂缝，而裂缝中溶液无法交换，无法提供足够的Ag 离子。但是在电解质溶液中Cu 不断的失去电子变成Cu 离子，而与此同时溶液中的Ag 离子又不断的得到电子，沉积在裸露的铜面。直至溶液中Ag 离子得到电子与Cu 失去电子水平达到平衡，反应才会终止。因此“贾凡尼”出现的位置表现为银的厚度比正常位置厚。

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：
1.0 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；

2.0 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；
大发快盈500 （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；