賈凡尼效應又稱原電池效應、電偶腐蝕,即相連的、活性不同的兩個金屬與電解質溶解接觸發生原電池反應,比較活潑的金屬原子失去電子而被氧化(腐蝕)。本質就是活潑的金屬被氧化。由于金和銅之間的電位差,在OSP的處理流程中與大金面相連的銅焊盤會不斷失去電子溶解成2價銅離子,導致焊盤變小,影響后續元器件貼裝及可靠性。?
這一問題雖然不常發生,在柏拉圖中未曾出現,不過一旦出現就是批量性問題。手機PCB制作有經驗的板廠都會通過電腦軟件篩選出此部分焊盤,在設計時預先補償,并且在OSP流程中設定特別的重工條件和限制重工次數,避免問題發生。所以這一問題可以在審核板廠時提前確認。
發生賈凡尼效應的條件如下:
(1)兩個活性不同的電極(兩個活性不同的金屬或金屬與惰性電極)。
(2)電解質溶解(或潮濕的環境與腐蝕性氣氛)。
(3)形成閉合回路(或正負極在電解質溶解中接觸)。
預防措施:
賈凡尼效應的預防可以追溯到前制程的鍍銅工序,對高縱橫比孔和微通孔而言,均勻的電鍍層厚度有助于消除賈凡尼效應的隱患。剝膜,蝕刻以及剝錫工序中的過度腐蝕或側蝕都會促使裂縫的形成,裂縫中會殘留微蝕溶液或其他溶液。盡管如此,阻焊膜的問題仍是發生賈凡尼效應的最主要原因,大多數發生賈凡尼效應的缺陷板都有側蝕或阻焊膜脫落現象,這種問題主要來自于曝光顯影工序。因此如果阻焊膜顯影后都呈“正向腳”同時阻焊膜也被完全固化,那么賈凡尼效應問題就幾乎可以被消除。
要得到好的沉銀層,在沉銀的位置必須是100%金屬銅,每個槽溶液都有良好的貫孔能力,而且通孔內溶液能夠有效交換。若是非常精細的結構,如HDI?板,在前處理和沉銀槽液中安裝超聲波或噴射器非常有用。
對于沉銀工藝生產管理而言,控制微蝕速率形成光滑、半光亮的表面也可以改善賈凡尼效應。?
對于原始設備商(OEM)而言,應盡量避免大銅面或高縱橫比的通孔與細線路相連接的設計,消除發生賈凡尼效應的隱患。?
對化學品供應商而言,沉銀液不能有很強的攻擊性,要保持適當pH值,沉銀速度受控并能生成預期的晶體結構,能以最薄銀厚達到最佳的抗蝕性能。
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