[讨论] PCB化学镀银工艺贾凡尼效应原因分析及对策

由于RoHS( 减少有害物质)的法规限制了PCB 制造和板子组装中铅、镉、汞和六价铬化合物的使用迫使电路板的生产厂家从使用热风整平焊接转向使用无铅替代品。

　　一般来说，在电路板的制造中通常使用的无铅表面涂饰工艺有下列几种：HASL 、OSP （有机可焊性保护涂饰材料）、化学镀镍/浸金、化学镀镍/ 化学镀钯/浸金、浸锡、浸银，以及电镀锡。较之其他几种工艺化学浸银又有它自身的优点：化镍浸金制程在PCB 制作上操作困难，成本昂贵。有机保焊剂在PCB 制作上操作简易，成本低廉，但是在装配上受到限制。化学浸银可让线路十分平整，适用于高密度线路，密脚距的SMT （表面贴装），BGA （球脚阵列封装）及晶片直接安装。化学浸银操作简单，成本不高，维护少，使用相对小型设备可有高产能。基于这些优点，化学银被更多的应用于PCB 的表面处理。

　　2. 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

　　　　　　　　　　　　　2Ag＋＋Cu=2Ag+Cu++ E=0.459


　　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
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。