贾凡尼效应,也称为原电池效应或电偶腐蚀,是指两种金属因电位差异通过介质产生电流,从而引发电化学反应,导致电位较高的阳极金属被氧化的现象。在PCB(印制电路板)的化学镀银工艺中,这种现象尤为常见。具体来说,贾凡尼效应在PCB中的表现通常与沉银过程中的特定条件有关。
在沉银过程中,银离子(Ag+)与铜(Cu)发生置换反应,银离子获得电子还原成银原子,沉积在铜表面形成均匀的银层,这个过程中铜被氧化生成铜离子(Cu2+)。化学方程式可以表示为:
\[ 2Ag^+ + Cu \rightarrow 2Ag + Cu^{2+} \]
然而,在阻焊层和铜线路之间如果存在缝隙,缝隙中银离子的供应受限,导致阻焊层下的铜被腐蚀为铜离子,同时为裂缝外的铜焊盘上的银离子还原反应提供电子。这种效应的强度会随着暴露铜焊盘的表面积及镀银层的厚度而增加,从而可能导致铜层被过度腐蚀,产生开路等缺陷。
贾凡尼效应的影响因素包括但不限于:
1. 化学银层的厚度。
2. 油墨与铜层之间的结合力。
3. 油墨侧蚀的大小。
为了控制贾凡尼效应,可以采取以下措施:
- 控制沉银速度以获得适当的银层厚度。
- 优化阻焊前处理、曝光、固化和显影工艺,提高阻焊油的结合力。
- 避免大铜面和细小铜线路的设计结合,增加泪滴设计以减少应力集中。
- 在前处理和沉银槽液中安装超声波或喷流器,以改善溶液的均匀性。
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