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PCB廠家賈凡尼效應(yīng)的基本概念、原因分析和改善方法

文章來(lái)源：責(zé)任編輯作者：王燦查看手機(jī)網(wǎng)址

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人氣：11752發(fā)布日期：2016-04-26 08:54【大中小】

PCB廠家的賈凡尼現(xiàn)象或賈凡尼效應(yīng)是指兩種金屬由于電位差的緣故，通過(guò)介質(zhì)產(chǎn)生了電流，繼而產(chǎn)生了電化學(xué)反應(yīng)，電位高的陽(yáng)極被氧化。

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一、沉銀板的生產(chǎn)流程

除油→水洗→微蝕 →水洗→預(yù)浸→沉銀→抗氧化→水洗 →水平烘干

二、化學(xué)銀及賈凡尼效應(yīng)原理

眾所周知，化學(xué)沉銀的反應(yīng)機(jī)理非常簡(jiǎn)單，即為簡(jiǎn)單的金屬置換反應(yīng)，其反應(yīng)過(guò)程可以表達(dá)為：

Ag＋＋e-=Ag E=0.799

Cu+++ 2e-=Cu E=0.340

2Ag＋＋Cu=2Ag+Cu++ E=0.459

在正常條件下，由于銀與銅能發(fā)生置換反應(yīng)，由于不同金屬元素化學(xué)置換電動(dòng)勢(shì)差異，低電勢(shì)元素會(huì)被高電勢(shì)元素所氧化（丟電子），而高電動(dòng)勢(shì)元素得到電子而還原，在沉銀缸中，Ag離子在此反應(yīng)得到電子還原（2Ag+ + 2e →2Ag，半反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E0=0.799volts）,銅被氧化丟電子（Cu-→Cu2++2e-，半反應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=0.340volts），這樣銅的氧化和銀離子的還原同時(shí)進(jìn)行，形成均勻的鍍銀層，如上反應(yīng)式及圖1所示。然而，如果阻焊層和銅線路之間出現(xiàn)“縫隙”，縫隙里銀離子的供應(yīng)就會(huì)受限，阻焊層下面的銅可以被腐蝕為銅離子，為裂縫外的銅焊盤(pán)上的銀離子還原反應(yīng)提供電子（如圖2所示）。由于所需的電子數(shù)量與還原的銀離子數(shù)量成比例，賈凡尼效應(yīng)的強(qiáng)度隨暴露銅焊盤(pán)表面積及鍍銀層厚度而增加。

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化學(xué)銀層經(jīng)過(guò)一定厚度的沉積，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)銅面的保護(hù)，順利完成焊接保護(hù)的使命，但是往往事與愿違。沉銀過(guò)程中并非一帆風(fēng)順，我們都知道PCB表面經(jīng)過(guò)油墨印刷后才進(jìn)行表面涂覆處理，而油墨印刷后PCB的銅面將會(huì)呈現(xiàn)另外一種景象。阻焊制程中由于顯影的作用油墨或多或少的存在側(cè)蝕，因此加工出來(lái)的油墨往往呈現(xiàn)下圖的形態(tài)：

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這種形態(tài)的油墨結(jié)構(gòu)就提供了化銀所謂的“賈凡尼效應(yīng)”發(fā)生的良好環(huán)境。這種油墨的undercut 通常會(huì)形成狹小的裂縫，而裂縫中溶液無(wú)法交換，無(wú)法提供足夠的Ag離子。但是在電解質(zhì)溶液中Cu不斷的失去電子變成Cu離子，而與此同時(shí)溶液中的Ag離子又不斷的得到電子，沉積在裸露的銅面。直至溶液中Ag離子得到電子與Cu失去電子水平達(dá)到平衡，反應(yīng)才會(huì)終止。因此“賈凡尼”出現(xiàn)的位置表現(xiàn)為銀的厚度比正常位置厚。

三、沉銀板的賈凡尼效應(yīng)造成的主要缺陷及改善措施

沉銀板的賈凡尼效應(yīng)造成的主要缺陷為由于銅厚不足造成的開(kāi)路，主要有以下兩種：

1.0.焊盤(pán)和被阻焊覆蓋的線路連接的頸部位置開(kāi)路

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