1、什么是贾凡尼效应

      贾凡尼效应又称原电池效应、电偶腐蚀，即相连的、活性不同的两个金属与电解质溶解接触发生原电池反应，比较活泼的金属原子失去电子而被氧化（腐蚀）。本质就是活泼的金属被氧化。

2、沉银板的贾凡尼效应的原理

      2Ag+ + Cu → Ag +2 Cu2+

      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（如上图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。

3、沉银板的贾凡尼效应造成的主要缺陷

      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，常见的贾凡尼效应主要有以下两种：

（1）焊盘和被阻焊覆盖的线路连接的颈部位置开路

      沉银过程中，阻焊膜边缘下Cu的被蚀现象，如图所示。在沉银过程中，因为阻焊膜与Cu裂缝的缝隙非常小，限制了沉银液对此处的银离子供应，但是此处的铜可以被腐蚀为铜离子，然后在裂缝外的铜表面上发生沉银反应。因为离子转换是沉银反应的原动力，所以裂缝下铜面受攻击程度与沉银厚度直接相关。不均匀的电镀铜层(孔口薄铜处);阻焊膜下基材铜上有明显的深刮痕。

阻焊膜边缘下Cu的被蚀现象

厚银面会产生中度的贾凡尼效应

（2）盲孔在浸银后出现空洞导致开路

4、原因及预防

（1）腐蚀

      腐蚀是由于空气中的硫或氧与金属表面反应而产生的。银与硫反应会在表面生成一层黄色的硫化银(Ag2S)膜,若硫含量较高,硫化银膜最终会转变成黑色。银被硫污染有几个途径,空气(如前所述)或其他污染源,如PWB包装纸。氧和银层下的铜发生反应,生成深褐色的氧化亚铜。

      这种缺陷通常是因为沉银速度非常快,形成低密度的沉银层,使得银层低部的铜容易与空气接触,因此铜就会和空气中的氧产生反应。疏松的晶体结构的晶粒间空隙较大,因而需要更厚的沉银层才能达到抗氧化。这意味着生产中要沉积更厚的银层从而增加生产成本,也增加了可焊性出现问题的机率,如微空洞和焊接不良。

措施：

      腐蚀可以通过提高镀层密度,降低孔隙度来减小。使用无硫材料包装,同时以密封来隔绝板与空气的接触,也防止了空气中夹带的硫接触银表面。最好将包装好的板存放在温度30℃、相对湿度40%的环境中。虽然沉银板的保存期很长,但是存储时仍要遵循先进先出原则。

（2）露铜

      露铜通常与沉银前的化学工序有关。这种缺陷在沉银工艺后显现,主要是因为前制程未完全去除的残留膜阻碍了银层的沉积而产生的。最常见的是由阻焊工艺带来的残留膜,它是在显影液中显影未净所致, 也就是所谓的“残膜”,这层残膜阻碍了沉银反应。

      机械处理过程也是产生露铜的原因之一,线路板的表面结构会影响板面与溶液接触的均匀程度,溶液循环不足或过多同样会形成不均匀的沉银层。

措施：

      露铜可以通过优化沉银的前工序来降低或消除。为了达到这个目的,可在微蚀后通过“破水”实验或“亮点”实验来检查铜表面,清洁的铜表面可以保持水膜至少40秒。

      根据需要使用超声波或喷射器来提高沉银液对微通孔、高纵横比孔及厚板的润湿能力，同时也为生产HDI板提供可行的解决方案,这些辅助的机械方法可被应用在前处理和沉银液中来确保孔壁完全被润湿。

（3）微空洞

      微空洞通常直径小于1mil,位于焊料和焊接面之间的金属界面化合物之上的空洞被称为微空洞,因为它实际上是焊接面的“平面空泡群”,所以极大的减小了焊接结合力。OSP、ENIG以及沉银表面都会出现微空洞,其形成的根本原因尚未明确,但已确认了几个影响因素。

      尽管沉银层的所有微空洞都发生在厚银(厚度超过15μm)表面,但并非所有的厚银层都会发生微空洞。当沉银层底部的铜表面结构非常粗糙时更容易产生微空洞。微空洞的发生似乎也与共沉积在银层中的有机物的种类及成分有关。

措施：

      沉银厚度是引发微空洞的最显著因素,所以控制沉银层厚度是首要步骤。调整微蚀速度和沉银速度以获得光滑均匀的表面结构，还要通过测试槽液在使用周期内不同时间点的沉银层的纯度,来监控沉银层中的有机物含量,合理的银含量应控制在90% (原子比) 以上。