复合表面处理贾凡尼效应的研究
贾凡尼效应
2.
3. 4.
電荷效應說明跳鍍現像
• 在化學浸鍍時，表面電荷分部不均：當表面感應電荷的差異來自 反應面積及內層線路的面積差異，此現像類似賈凡尼效應電荷分 離的原理，與GND相接之Pad，容易聚集電子，造成表面電壓無 法達到反應電壓，所以使得化鎳浸鍍時不反應。 • 化學浸鎳反應如下:H2PO2－＋ H2O → HPO32－＋ 2H+ ＋ 2e－ Ni2＋＋ 2e－ → Ni 2 H + ＋ 2 e－ → H 2 ↑ H2PO2－＋ e－ → P＋2 OH－ 總反應式: Ni2＋＋ H2PO2－＋ H2O → H2PO3－＋2 H+ ＋ Ni -0.68V • 鎳離子接獲吸附在銅面上氫離子的電子而沉積在板面上，此時， 當有導線接至大銅面時，電子可能由導線migration至未反應之銅 面上(電荷均勻分佈於導線的外緣) ，而使得藥水中銅面上的電子 密度減少，因此減少了反應時的電位。
說明
•
Nickel deposited
電解液使用 碳酸鈉 、酸性清潔液、活化液無太大壓降，反應有稍延遲但依然進行，但 使用微蝕當電解液有至少 0.5V的壓降，且沉積反應馬上停止，copper wire 一斷線反應隨 即進行。 5
電化學理論
H2PO2－＋ H2O → HPO32－＋ 2H+ ＋ 2e－ 次磷酸根氧化釋放電子(陽極反應) Ni2＋＋ 2e－ → Ni 鎳離子得到電子還原成金屬鎳(陰極反應) 2 H + ＋ 2 e－ → H 2 ↑ 氫離子得到電子還原成氫氣(陰極反應) H2PO2－＋ e－ → P＋2 OH－ 次磷酸根得到電子析出磷(陰極反應)
說明
•
微蝕當電解液有至少 0.5V的壓降，且Ni沉積反應馬上停止，copper wire 一斷線反應隨即進行。 反應進行約20sec 重新連接copper wire 反應依然無法進行。 7
贾凡尼效应影响因素试验报告
3 2.25 4.72 4.61 2.22 2.82 3.85 4.29 3.24 3 0.91 2.85 1.87 1.08 1.42 2.43 2.21 1.19
AVG 2.23 4.70 4.80 2.52 2.88 4.06 4.00 3.00 AVG 1.19 3.29 1.95 1.10 1.35 2.52 2.23 1.35 贾凡尼 效应 1 2 3 4 5 6 7 8 1.05 1.41 2.85 1.42 1.53 1.54 1.77 1.65
通过上图得出如下结论： ① 双氧水浓度较高的条件下，贾凡尼效应对微蚀量的变化不敏感；因此双氧水浓度应设定在高浓度 （17g/L)(便于管控） 5. 测试结论 ① 参数优组合为：双氧水浓度（12g/L),除油微蚀量（0.16μ m），硫酸浓度（100g/L)，微蚀（27g/L),微蚀段微蚀量（0.5μ m）； ② 除油段微蚀量和微蚀段微蚀量对贾凡尼效应影响最大，且贾凡尼效应对这两个因素比较敏感；微蚀量越大，贾凡尼效应越大； ③ 其余几个因素对贾凡尼效应的影响较小； ④ 双氧水浓度对贾凡尼效应影响不大，但其对除油段的微蚀量有较强的交互影响。 附件1：测试详细参数 NO 1 2 3 4 5 6 7 8
4 1.85 4.55 4.50 2.24 1.94 3.85 5.07 2.44 4 1.57 2.85 3.27 1.08 0.62 2.51 1.85 1.71
5 2.25 4.72 4.61 2.22 2.82 4.22 4.09 3.24 5 0.91 2.02 2.37 0.32 1.42 2.43 2.21 0.47
7.09 6.13 1.77 1.53
5.65 7.57 1.41 1.89 0.48 E1
5.77 7.44 1.44 1.86 0.42
化学镍金+OSP板中贾凡尼效应研究
（Ｖ＝１．６９１ Ｖ） ，存 在 较 大 电势 差 ，构 成 一 个 贾 凡 尼 （原 电 池 ）体 系 。Ｎｉ在 贾 凡 尼 效 应 的作 用 下 加 速 失去 电子 ，为阳极 。 电子通 过线 路转移 到金 层 上 ，金层 为阴极 。 当药水蚀 穿镍层 露 出下 方 的铜 层 时，金与铜 构成 一个原 电池 体系 。Ｃｕ在贾凡 尼 效应 的 作用下加 速失 去 电子 ，为 阳极 。电了通 过 线路 转移 到金层 上 ，金层为 阴极 。镍 层或 铜层被 大量 咬蚀 ，导致 金层 或镍层 悬空 ， 出现镀 层剥 离
， 对 术做 化 学 镍 金 的 铡 做ＯＳＰ处 。
１．２ 贾 凡尼 效应 原理
化 学 镍 金＋ＯＳＰ．Ｉ２艺 ｔｔ１的 Ｊ＇Ｌ）ｄ效 应 ｔ 要 发 生 ！ＯＳＷ ｆ ：过 中 。ＰＣＢ板 ¨ 时 仔 制 和 金 等 两 会 ， （Ｆ．ＯＳＰ的 酸 性 反 Ｊ、 环 境 ｆｌ， 为 贾 凡 尼 效 应 的发 提 供了 良好的环 境。
１ 化学镍金＋ＯＳＰ工 艺 、贾凡尼效应 原 理
１．１ 化学 镍金＋ＯＳＰ工艺
前 工 序 一 前 处 理 一 压 膜 一 曝 光 一 显 影 一 化 学 镍 金 一 退 膜 一 成 型 一 电测 一 ０ＳＰ一 后 ＿Ｊ：序
化学镍 金 前使 用十膜 将 衙ＯＳＰ处 的部 分 役 ， 术 役 盖 的 部 分 化 学 镍 处 理 。 化 学 镍 金 后 将 下膜 除 ，露 出需ＯＳＰ处理 的焊盘 ，成 后 整 扳 做ＯＳＰ处 理 。利 用 ＯＳＰ约 水 与 反 成 膜 的 特
０ 前 言
随着 行 业 的 发 腱 ，越 米 越 多的 密 集 组 装饭 ， 尤 足带有微小焊盘的 １：４Ｊ Ｌ板选择使用化学镍金＋ＯＳＰ 艺 。 化 学 镍 金＋ＯＳＰ １－艺 备 化 学 镍 金 和 ０ＳＰ１： 艺 白的优 点， ＿义避 免了微小焊 盘带 来 的镍 腐蚀 问题 和焊 接 后 的金 脆 风 险 。 本 文 对 化 学 镍 金＋ＯＳＰ ＿ｒ＝艺 ｆ１常 见 的 贾 凡 尼 效 心 进 行 分 析 ， 探 时控 制 贾 凡尼 效 Ｊ、 的方 法 。
贾凡尼效应
賈凡尼效應通常出現在阻焊膜和銅面之間的裂縫下。在化銀/化金過程中,因爲裂 縫的縫隙非常小,限制了化銀/化金液對此處的銀/金離子供應,此處的銅可以被腐 蝕爲銅離子,然後在裂縫外的銅表面上發生沉銀/金反應。離子轉換是沉銀/金反 應的原動力,所以裂縫下銅面受攻擊程度與沉銀/金厚度直接相關。 2Ag++1Cu=2Ag+1Cu++(+是失去一個電子的金屬離子) 下面任何一個原因都會形成裂縫: 1.側蝕/顯影過度 2.阻焊膜與銅面結合不好 3.不均勻的電鍍銅層
賈凡尼效應
何謂賈凡尼效應??
腐蝕:分析材料發生腐蝕的基本原因，主要可以區分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩 大類。化學腐蝕(chemical corrosion)又稱為直接溶解(dissolution)，電化學 腐蝕通常是指兩種異質金屬或構成電位差,使得在腐蝕性電解質溶液中形成回路 時, 造成電子由高電位流向低電位，相對活潑的金屬產生加速腐蝕的現象, 尤其 在兩種金屬與電解質溶液接觸面積相差過大時. 此現象最為明顯.(形成氧化、還 原反應,陽極金屬持續失去金屬離子而被腐蝕的現象)
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Activity compare:
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Cu+ OH-Cu2O+H2O+2e Cu+ OH- CuO +H2O+2e CuO+ Cu2O+2H+2Cu+2+H2O+2eCuCu2+ +2eAu Cu
e+
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Galvanic corrosion
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Байду номын сангаас
【SMT资料】化镍浸金(化金板)焊接黑垫之探究与改善
均匀平坦的可焊处理层，当然不是只有ENIG而已，曾经量产者尚有OSP有机保焊处理，浸锡处理（Immersion Tin；最近已出现量产之规模，后效如何尚待观察），化镍浸钯金处理，甚至化学浸锡或化学锡铅等处理。
其中除了OSP外，其他多半由于制程不稳或后患太多而无法成其气候，实务上当然根本不是化镍浸金的对手。
且OSP的耐久性与抗污性又不如化镍浸金，而免洗锡膏中活性甚弱的助焊剂，是否在焊前瞬间能及时除去OSP之老化皮膜，而能顺利沾锡焊妥者亦大有问题。
图3.左为三四年前赫赫有名计算机心脏CPU，其FC式P-3封装载板腹底植针焊接之基垫情形。
中为较后版本的P-3载板腹面已完成植针与18颗解耦合电容器SMT焊接之画面。
右为功能更强面积更小的P-4，其尚未植针与焊接电容的腹面。
注意，此等FC载板之覆晶正背面中央，小小立锥之地竟然挤进400-1000颗的焊锡凸块，做为大号芯片的颠覆焊紧作用。
于是双面ENIG之皮膜，共经正面印膏与熔成凸块，下游客户的覆晶焊接，及腹面焊接植针与电容器的贴焊等；至少须经三次以上的高温考验。
任何毫厘疏失所造成的恐怖后果，绝不是割地赔款所能善罢罢休的。
当然其ENIG动则弃槽之严酷管理，也只有这种单价5-9美元的量产载板才能玩得下去。
此低单价高阶品的量产，早已不是养尊处优吃香喝辣的老外们所能染指，吃苦耐劳的台湾人，才正是价廉物美计算机普及的幕后功臣。
除了上述的一般焊接外，ENIG之垫面当然也可做为FC封装板的球脚之植球基地，或锡膏成半球后的凸块（Bump）承垫。
1.2 垫面之接触导通一向优异别无分号手机板除需零件焊接外，有些垫面还要执行摁键导通，黄金不生锈正是Contact Connection的最佳候选。
手机板的此种摁键(Key Pad)做法，与LCD-TFT模块板上的ACF压着垫等不管是直接布局在主板上，或是另采极薄的双面硬板或软板之搭配主板，其触垫表面一律都要电镀镍金以降低其接触电阻。
贾凡尼效应、侧蚀
PCB化学镀银工艺贾凡尼效应原因分析及对策2009-06-13 02:29本文主要介绍了PCB 化学沉银表面处理工艺的贾凡尼效应的产生原因及生产控制方法。
首先介绍了贾凡尼效应产生的必然性，然后对几个主要影响因素进行试验分析，最终得出控制贾凡尼效应的方法。
关键词：贾凡尼效应、侧蚀1. 前言由于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=0.799Cu+++ 2e—=Cu E=0.3402Ag＋＋Cu=2Ag+Cu++ E=0.459正常情况下反应自发进行，可用下图表示: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。
可用下图表示：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。
贾凡尼效应 电偶腐蚀
贾凡尼效应电偶腐蚀全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：贾凡尼效应，即电偶腐蚀，是一种电化学现象，常见于金属表面在一定环境条件下发生的腐蚀现象。
这一现象通常发生在由两种不同金属组成的电偶中，其中一种金属更为活泼，而另一种金属则更为惰性。
在这种情况下，更活泼的金属会向惰性金属释放电子，从而导致惰性金属表面出现腐蚀现象。
贾凡尼效应的发生机制可以用以下几个步骤来描述：首先是在电偶中，更活泼的金属会发生氧化反应，将电子释放到电解质中；接着是惰性金属接受释放的电子，发生还原反应，氧化物还原为金属；在电偶中形成电子流动的闭路，电子会一直流动直到两种金属之间的电位差消除。
在这个过程中，更活泼的金属会不断向更惰性的金属释放电子，导致惰性金属表面逐渐被腐蚀。
贾凡尼效应的实际应用非常广泛，特别是在船舶、汽车、航空航天等领域，在这些应用中，由于不同金属构成的部件必须连接在一起，而连接处又容易受到腐蚀的影响。
了解和控制贾凡尼效应对于提高部件的使用寿命和可靠性至关重要。
为了减少贾凡尼效应带来的腐蚀问题，可以采取一些措施来控制或减轻这种现象。
可以通过选择相似电位的金属或使用耐腐蚀性更好的金属来减少金属之间的电位差，从而降低贾凡尼效应的发生。
可以在金属表面涂覆保护层，例如喷涂防护漆或热浸镀锌等方法，来隔离金属与电解质的接触，减少金属表面的腐蚀。
定期检查和维护金属部件，及时发现并处理潜在的腐蚀问题也是防止贾凡尼效应的关键。
通过定期检测部件的表面状况，及时清除腐蚀物质以及修复受损的部件，可以有效延长金属部件的使用寿命，并确保设备的正常运行。
贾凡尼效应是一种常见的金属腐蚀现象，特别是在多金属环境下。
了解该现象的发生机制以及采取相应的控制措施对于减少金属腐蚀问题至关重要。
只有通过有效的预防和维护措施，才能确保金属部件的长期可靠运行，延长设备的使用寿命。
希望通过本文的介绍，读者可以更深入地了解贾凡尼效应的影响以及如何有效地避免和控制该现象。
贾凡尼效应
金屬的腐蝕1-1 前言材料會因為時間、環境等種種因素，而產生不堪使用或稱為失敗(failure)的狀況，這樣的結果不但增加成本，而且耗費時間。
一種材料所以無法再使用，除了肇因於強度無法承受負荷所產生的破壞(fracture)，還有磨耗(wear)、腐蝕(corrosion)、輻射損傷(radiation damage)等其它因素，而這其中又以腐蝕的傷害最大，影響也最嚴重，因此認識並防治腐蝕，是學習材料必備的課題。
生銹(rusting)就是一種人人熟知的腐蝕現象，它是專指鐵或鐵合金的腐蝕現象，其他的材料雖然也會腐蝕，但不稱為生銹。
腐蝕的過程可以是一種化學反應(Chemical Reaction)，而更多時候則是一種電化學反應(Electrochemical Reaction)。
所謂電化學反應，簡單的說是金屬間形成陽極和陰極的電池效應。
簡單的說，電化學腐蝕與電鍍的原理相似，都是由於材料本身足以產生電化學反應所導致，它們的差異，只在於結果的不同。
腐蝕是金屬的剝離，電鍍則是金屬的覆層。
而就工程材料的來源而言，材料原為礦石或是氧化物中冶鍊，再度變為化合物而回歸穩定也是自然的趨勢，因此材料在某種適當的環境下，不論經由化學或是電化學的反應方式而發生腐蝕，也是自然的現象，而防治腐蝕的積極意義則是在提供材料更長的使用壽命。
在日常生活中，就有許多足以產生電化學反應的環境，例如：不同金屬本來就具有不同的電位，如果環境中存在某些溶液，可能就會提供構成迴路的條件，而發生電化學腐蝕。
此外例如：高溫、酸鹼等環境因素，也會加速電化學反應的進行，因而增加腐蝕破壞的程度。
在機械結構使用上，材料的選擇不當，對腐蝕因素的認識不夠，也是助長結構腐蝕的基本因素。
因此探討防蝕工程，必須要瞭解化學和冶金學的基本常識，並且注意防治。
腐蝕通常是經由一段時間醞釀，當損害的現象較為顯著時，才會引起人們的注意，而到破壞造成時，結果卻往往非常嚴重。
據估計，在美國每一年因為腐蝕所造成的直接損失，就約佔國民生產總值的4 %，達數百億美元之譜。
贾凡尼效应、侧蚀
PCB化学镀银工艺贾凡尼效应原因分析及对策2009-06-13 02:29本文主要介绍了PCB 化学沉银表面处理工艺的贾凡尼效应的产生原因及生产控制方法。
首先介绍了贾凡尼效应产生的必然性，然后对几个主要影响因素进行试验分析，最终得出控制贾凡尼效应的方法。
关键词：贾凡尼效应、侧蚀1. 前言由于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=0.799Cu+++ 2e—=Cu E=0.3402Ag＋＋Cu=2Ag+Cu++ E=0.459正常情况下反应自发进行，可用下图表示: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。
可用下图表示：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。
PCB银面发黑异常解决过程详解
由于是 银胶贯孔板 ，所 以板 面上 除了下游组装 用 铜Ｐ Ｄ ，还有 银Ｐ Ｄ Ａ外 Ａ 及银 贯孑 ，这 样在 经过 表面 处 Ｌ
表 １Ｓ Ｈ与Ｐ Ｈ 比较 Ｔ Ｔ
图２正 常之 银 面
二 、Ｇ ｌ ｎ ｆｃ说 明 ａ ａｉＥｅｔ ｖ ｃ
Ｇ ｌａｉ Ｅｆｃ 即贾凡尼效应 ，此种效应一般 在两 ａ ｎｃ ｆ ｔ ｖ ｅ 种不 同导通金属 间且需有 电解液存 在 的前 提下才会 发
胶贯孔Ｐ Ｂ Ｃ 银面发黑之异常问题。 关键词 Ｉ 银贯孔 ，银面发黑 ， 贾凡尼效应 ， 硫酸双氧水系 ，微蚀液 ，Ｏ Ｐ Ｓ ，刷磨 ，Ｐ ｍｉ ｕ ｃ ｅ
● 文／ 敬鹏（ 常熟） 电子有限公司 丁成明
一
、
引 言
笔者 所就 职 的Ｐ Ｂ 司为 全球 主要 车用银 胶贯 孔 Ｃ公
理— — Ｏ ＰＯ ｇｎｃＳｌｅａｉｔ Ｐｅｅｖｔ ｅ） Ｓ （ｒａｉ ｏ ｒｂｌｙ ｒｓｒａ ｖｓ ｄ ｉ ｉ 时铜 银 面
银 为惰 性金 属且 和铜相 连 ，在微蚀 液 中会 产生贾 凡尼 效应 加 速０ 铜 向 正价 离子 态 转化 ，所 以铜 面在 微蚀 价 液 中除了微蚀液 的正 常咬蚀Ｅ 值外 ，由于有贾 凡尼效 Ｒ 应 的存在会增 加铜面Ｅ 值 。 Ｒ 而贾 凡尼 效应对 银 面的影 响主要表 现为 随着 电子 的加 速转移 ，银 面上 的 电荷会 聚集 造成银 表面 能发生 变化且 由于银 胶贯 孔存 在 电容 效应 会蓄 积能量 ，所 以
整个 银铜 回路 能量会 发 生变化 。最终 导致 经过微蚀 液
Ｃ ｒｅ ｔｒ ０ ｂ ｊＳａｎｅ ｓ ｃｉｅ ａｐ ｎｅ Ｃ — ｔｉｌｓ（ ｔ １ ２ ａ ｖ Ａｌ￣ｉｕ Ｂｏ ｚ（ ｕｎｎ ｍ ｒｎｅＣＡ６ ７ ８） Ｈａｔｎ ｙＣａｔ ｅ Ｉｃ ｎ ｌ ２ （ｃｉｅＴｉ ｎｕ ａ ｔ ｅ ｓ ｏ （ｃｉ ）ｎ ｏ ｅ６ ５ａ ｔ ） ｔ ｉｍ（ｃｉ ） ｅ ｖ ｖ ａ ｖ Ｌ ａ 厂 ｉ ｏ ｄ ｒ ａ ； ｉ ｅ ｄ ｒａＳ ｌ ｅ ； ｄ Ｔ ｎ ｋ Ｎｉｋ ｌ ｃｉｅ ｃ ｅ（ ｔｖ） ａ ６ ％ Ｎｉ ５ Ｃ（ｃｉｅ ｏ ％ ｒ ｔ １ １ ａ ｖ
选择性化学镍金板贾凡尼效应改善
选择性化学镍金板贾凡尼效应改善肖劲松【摘要】Galvanic effect has been discussed many times in PCB.According to the real process and by using galvanic cell theory,this article summarized a method to solve the BGA Pad size reduction and hole edge breaks problem.%贾凡尼效应在PCB业界已讨论过很多,本文从实际生产选择性化金板工艺流程出发,应用原电池理论,总结出一套解决因为贾凡尼效应而产生BGA 焊盘缩小、孔口无铜等缺陷的方法。
【期刊名称】《印制电路信息》【年(卷),期】2012(000)009【总页数】3页(P60-62)【关键词】贾凡尼效应;选择性化金;电化学腐蚀【作者】肖劲松【作者单位】苏杭电路板有限公司,江苏昆山215341【正文语种】中文【中图分类】TN411 选择性化金板含有贾凡尼效应的前后流程介绍常规流程：……阻焊——印湿膜（或者干膜）——化金——褪膜——前处理——有机防氧化……通常的前处理方式为：水平线除油——水洗——微蚀——水洗贾凡尼效应主要就发生在微蚀段。
2 PCB选择性化金板贾凡尼效应的产生原因2.1 贾凡尼效应原理（图1）选择性化金板OSP流程的微蚀过程大多数厂家的微蚀液都是：硫酸+过硫酸钠体系。
与金面相连的铜表面有两种微蚀反应，即：普通的化学微蚀和电化学微蚀，所谓电化学微蚀就是贾凡尼效应。
它的构成条件：（1）有线路连接的两种活性不同的金属；（2）两金属间有电解质连接，构成闭合回路。
两极反应：铜极：Cu-2e→Cu2+ E0=-0.337V金面：S2O82-+2e→2SO42- E0=2.01V图12.2 选择性化金板贾凡尼效应产生的原因及位置常见的手机板，BGA为保证焊接可靠性，使用OSP表面处理方式，BGA中的部分铜焊盘与化金的按键相连，在OSP微蚀过程中构成闭合回路，达到了产生贾凡尼效应的条件，所以出现焊盘缩小、断线等现象。
新型表面活性剂Gmini
4.相转移催化剂
1971年,Bunton等将Gemini阳离子表面活性剂(C16一4一C16,2Br‘和C16一4一C16,2Br- ) 应用于水解反应,发现该类表面活性剂的催化效率是其相应单体表面活性剂的2一5倍;并且所 需Gemini阳离子型表面活性剂的催化浓度更低。Bunton等还将C16一s一C16,ZBf应用于催化 6一硝基苯氧氮杂茂一3一羧酸盐脱梭反应。在研究正十二烯在水/有机溶剂中的氢甲酞化反 应时,Chen等I’“2]发现:与相应的单体表面活性剂相比(C16一s一C16,2Br-,s=2,4,6)更有效的提 高反应的选择性和反应速度。由于Gemini阳离子型表面活性剂具有较低的CMC,在较低的浓 度下就能够形成聚集体,对正十二烯的增溶能力更强,有利于反应物分子传输到两相反应界面, 从而更有效地降低相转移的自由能。Qiu等在研究2,4一二硝基氯代苯碱性条件下水解时发现, 在浓度较低时(<5mM), C12一4一C12,2Br与C12TAB的催化机制相似,但当表面活性剂的浓度 大于5mM时, C12一4一C12,2Br-的催化效率比其相应的单体表面活性剂高许多。Liu等以C16一 3一C16,2Br‘的水溶液为反应介质合成纳米材料一银丝,能够制备平均直径为30纳米、长度为 几到十几微米的高质量的银丝。
目前对Gemini非离子表面活性剂的研究报道相对较少,亲水基团主要为聚氧乙烯链和 糖基。
4.4Gemini两性离子表面活性剂和杂双子表面活性剂的合成
由于在合成方面存在一定难度,目前这两类Gemini表面活性剂的研究报道相对较
少,但这两类Gemini表面活性剂具有更独特的性能,也具有潜在的应用价值。
5.Gemini表面活性剂的应用
1、微乳燃料。
“微乳状液是一个由水、油和两亲物质（分子）组成的、光学上各相同性、 热力学上稳定的溶液体系”，在外观上呈透明和半透明状。1943 年，苏尔曼 （Schulman）和霍尔（Hoar）首次报道了这一分散体系。这种分散体系，可 以是油分散在水中（O/W型），也可以是水分散在油中（W/O型）。分散相的 质点为球形，但半径非常小，通常为 10～100nm(0.01~0.1μm)范围。在相当 长的时间内，这种体系分别被称为亲水的油胶团（hydrophilic oleomicelles） 和亲油的水胶团（oleophilic hydromicelles）,亦称为溶胀的胶团或增溶的胶 团。直到 1959 年，Schulman等人才首次将上述体系称为“微乳状液”或“微 乳液（microemulsion）。于是“微乳液”一词正式诞生[2]。
如何排除浸镀银之各种缺点（一）
如何排除浸镀银之各种缺点(一)延续本文作者之前对最新化学沉银工艺特性的简介，本文着重于介绍该工艺配合水平线作业的生产经验以及该化学沉银工艺的稳定性。
同时文章也讨论了目前在一般化学沉银工艺中共有的几个可靠性问题，如“贾凡尼效应”，焊接点强度以及B G A焊盘粘合的完整性。
研究表明阻焊油墨的侧蚀不是发生“贾凡尼效应”的必要条件，沉银厚度才是最直接的原因。
在锡铅和S A C305合金焊接面的剪切强度与沉银厚度（0.05–0.5μm）和无铅回流焊处理无关。
在B G A焊接点中没有发现降低焊接强度和可靠性的“平面”微空洞。
为了满足电子工业对于禁用铅的迫切要求，印刷电路板（P W B）工业正逐步将最终表面处理从锡铅热风整平转移到其他表面处理，如沉银、沉锡、化学沉镍金以及有机保护膜（O S P[1]。
其中，沉银工艺由于它的优异性能及合理的成本，被认为是最佳的选择。
新型沉银工艺的一般特性已在[2,3]叙述。
本文着重探讨水平线的生产经验，该工艺的稳定性以及现有沉银工艺共有的几个可靠性问题，如细线路的“贾凡尼效应”、焊接点強度及B G A焊盘粘合的完整性。
实验沉银工艺的稳定性是通过监控在水平生产线的产品来评估（工艺步骤如表1所示）。
作为前处理步骤的除油段和微蚀段对于控制沉银层的外观很重要，总微蚀深度大约为1–2μm，该微蚀深度与铜面实际状况有关。
铜线路上“贾凡尼效应”的发生趋势是通过在水平生产线上处理沉银测试板来评估。
首先，测试板以1米/分的正常线速进行沉银处理，(停留时间为2.5分钟)，沉银厚度为0.25μm（在尺寸为1.9x1.9m m的焊盘上测量）。
其次，测试板在预浸段前使用和第一次相同的生产条件，但在沉银段的线速度减为0.5米/分，(停留时间为5分钟)，沉银厚度为0.48μm。
在阻焊油墨剥除之前和之后用电子显微镜检查铜线路被咬蚀的状况來決定“贾凡尼效应”。
焊接点的结合力用剪切测试来测量。
在有B G A焊盘（直径为0.5m m）的测试板上分别鍍0.05、0.2和0.5μm厚的银，然后将测试板在最高温度262°C下进行3次无铅回流焊处理，再分别将S n63P b37和S A C305錫球（直径为0.76m m）用与之相匹配的焊膏焊接在B G A焊盘上。
贾凡尼效应
贾凡尼——意大利的解剖学家，在青蛙的实验中发现了该现象。
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。
贾凡尼效应又称原电池效应一．有关原电池的基本概念：1．原电池的定义：原电池是一种能将化学能直接转变成电能的装置。
2．构成原电池的一般条件：（1）有相连的、活动性不同的两个电极（金属或非金属导体）；（2）两电极和电解质溶液相接触；（3）构成闭合回路，两极上发生氧化还原反应。
负极上发生氧化反应，电子流出（电流流入）正极上发生还原反应，电子流入（电流流出）3．原电池的电极反应式和化学方程式的书写。
二．原电池原理的应用：1．几种重要的化学电源干电池、铅蓄电池、锂电池、燃料电池等2．金属的腐蚀与防护金属腐蚀是指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
形成原电池可加快金属的腐蚀过程。
相反，利用电化学反应使金属钝化而受到保护，或利用原电池反应将需保护的金属作为电池的正极而受到保护。
三. 原电池正、负极的判断：（1）由组成原电池的电极材料来判断：都是金属，活泼的为负极；金属和非金属，金属为负极，非金属为正极（2）根据电流方向或电子流动方向来判断：电流方向：正极到负极；电子流动方向：负极到正极（3）根据原电池电解质溶液中离子迁移方向来判断：阳离子移向正极，阴离子移向负极（4）根据两极发生的反应（或现象）来判断：负极发生氧化反应，正极发生还原反应Alpha STAR(沉银技术)工艺直接影响印制线路板本调查共有93家厂商(包括64家PWB制造厂商和29家装配厂商)参与，根据他们的反馈，造成缺陷或报废有6个主要的原因：贾凡尼效应、腐蚀、露铜、离子污染、微空洞、可焊性很明显，因为印制线路板完成装配后不能重工，所以因微空洞而报废所造成的成本损失最高。
虽然其中有八个PWB 制造厂商因为客户退件而注意到了该缺陷，但是此类缺陷主要还是由装配厂商提出。
贾凡尼效应、侧蚀
PCB化学镀银工艺贾凡尼效应原因分析及对策2009-06-13 02:29本文主要介绍了PCB 化学沉银表面处理工艺的贾凡尼效应的产生原因及生产控制方法。
首先介绍了贾凡尼效应产生的必然性，然后对几个主要影响因素进行试验分析，最终得出控制贾凡尼效应的方法。
关键词：贾凡尼效应、侧蚀1. 前言由于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=0.799Cu+++ 2e—=Cu E=0.3402Ag＋＋Cu=2Ag+Cu++ E=0.459正常情况下反应自发进行，可用下图表示: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。
可用下图表示：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。
复合表面技术的应用与发展
复合表面技术的应用与发展-机械制造论文复合表面技术的应用与发展复合表面技术的应用与发展潘康（天津职业技术师范大学，中国天津300222）[摘要]本文介绍了表面复合技术的产生背景和发展状况，并以等离子喷涂和激光表面处理复合技术为例阐述了复合表面技术的重要特性和功能优势等，以及在众多领域的应用，并展望了复合表面技术在未来的发展趋势。
[ 关键词]复合表面技术；应用；发展方向Application and Development of Duplex Surface Treatment TechniquePAN Kang（Tianjin University of Technology and Education, TianJin 300222, China）[Abstract]In this work, the development and background of the duplex surface treatment were introduced. Taking the composite process technology of plaema spraying and laser surface treatment as an example, the important characteristic and advantage and application in some fields of duplex surface treatment technique were discussed, The prospect about development of duplex surface treatment technique in the future was looked.[Key words]Duplex Surface Technique; Application; Development0前言表面技术是以表面科学为基础，通过融合机械学科、材料学、化学等学科而发展成的一门综合性的学科。
化学银、化学锡的可靠性应用探讨
一、反应机理1、化学银化学银是利用银与铜的置换反应，在焊盘表面形成薄镀层，厚度在0.1-0.5um；化学银只起可焊性保护作用，不参与焊接，焊点的形成是铜锡界面化合物。
优点:沉银表面均匀一致，适用于高密PCB，制作温度40-50摄氏度左右，对PCB的热冲击小，能满足无铅要求，可耐多次焊接。
缺点：PCB不可返工，银面易变色；线路有腐蚀风险。
2、化学锡在硫脲作为催化剂情况下，发生铜锡置换反应；在反应中，有机络合物的参与，可以减弱锡氧化、枝晶锡须的生成。
锡层的厚度控制在0.8-1.2um。
优点：沉锡表面均匀一致，适用于高密PCB，制作温度35-70摄氏度左右，对PCB的热冲击小，能满足无铅要求，可耐多次焊接。
突出特点是可焊性好；孔壁润滑性好，适合于压接和插件焊接。
缺点：废水中含有硫脲，需要特别的处理；对阻焊有攻击，对阻焊的要求高；锡须的生长暂无定论。
二、常见的失效1、化学银的贾凡尼效应贾凡尼效应包括铜与银间的置换腐蚀和电偶腐蚀。
置换腐蚀的主要因素在于化学银与阻焊连接位的阻焊undercut藏有化学银残留药水；残留的药水中含有银离子与焊盘、走线上的Cu形成腐蚀。
电偶腐蚀的机理是：铜比银活泼，由于水膜中溶解有氧，形成铜为阳极，银为阴极（被保护），发生阳极氧化反应，铜表面发生吸氧腐蚀。
规避措施：（1）走线与焊盘连接处设计成泪滴型焊盘；（2）严格控制阻焊的制成；（3）降低化学银药水中的银离子浓度；（4）改善PCB板的使用环境（避免高湿环境）。
2、化学银银面变色导致银面的变色主要有两方面。
一方面是铜面的不平整导致的。
正常的银层厚度是0.1-0.5um，当银层厚度很薄，小于0.1um，铜面的不平整度就通过银面反映出来。
不平整的银面因为反光的原因会形成颜色不良。
另一方面导致银面变色的是化学银制程中的有机物附着在表面没有被清洗掉，在空气中有机物被氧化变色附到表面，导致银面变色。
经过检测，银表面的附着物主要是碳、氧和氯，并且含量都小于1%，对可焊性的影响非常小。