PCB沉銀層根本原因的分析

　　通過對造成缺陷的根本原因分析，可經(jīng)由工藝改善和參數(shù)優(yōu)化相結(jié)合的方式將這些缺陷率降到低。賈凡尼效應(yīng)通常出現(xiàn)在阻焊膜和銅面之間的裂縫下。在沉銀過程中，因?yàn)榱芽p的縫隙非常小，限制了沉銀液對此處的銀離子供應(yīng)，但是此處的銅可以被腐蝕為銅離子，然后在裂縫外的銅表面上發(fā)生沉銀反應(yīng)。因?yàn)殡x子轉(zhuǎn)換是沉銀反應(yīng)的源動力，所以裂縫下銅面受攻擊程度與沉銀厚度直接相關(guān)。2Ag+ + 1Cu = 2 Ag + 1Cu++ (+ 是失去一個(gè)電子的金屬離子)下面任何一個(gè)原因都會形成裂縫：側(cè)蝕/顯影過度或阻焊膜與銅面結(jié)合不好;不均勻的電鍍銅層(孔口薄銅處);阻焊膜下基材銅上有明顯的深刮痕。

腐蝕 是由于空氣中的硫或氧與金屬表面反應(yīng)而產(chǎn)生的。銀與硫反應(yīng)會在表面生成一層黃色的硫化銀(Ag2S)膜，若硫含量較高，硫化銀膜終會轉(zhuǎn)變成黑色。銀被硫污染有幾個(gè)途徑，空氣(如前所述)或其他污染源，如PWB包裝紙。銀與氧的反應(yīng)則是另外一種過程，通常是氧和銀層下的銅發(fā)生反應(yīng)，生成深褐色的氧化亞銅。這種缺陷通常是因?yàn)槌零y速度非常快，形成低密度的沉銀層，使得銀層低部的銅容易與空氣接觸，因此銅就會和空氣中的氧產(chǎn)生反應(yīng)。疏松的晶體結(jié)構(gòu)的晶粒間空隙較大，因而需要更厚的沉銀層才能達(dá)到抗氧化。這意味著生產(chǎn)中要沉積更厚的銀層從而增加了生產(chǎn)成本，也增加了可焊性出現(xiàn)問題的機(jī)率，如微空洞和焊接不良。

露銅通常與沉銀前的化學(xué)工序有關(guān)。這種缺陷在沉銀工藝后顯現(xiàn)，主要是因?yàn)榍爸瞥涛赐耆コ臍埩裟ぷ璧K了銀層的沉積而產(chǎn)生的。常見的是由阻焊工藝帶來的殘留膜，它是在顯影液中顯影未凈所致， 也就是所謂的“殘膜”,這層殘膜阻礙了沉銀反應(yīng)。機(jī)械處理過程也是產(chǎn)生露銅的原因之一，線路板的表面結(jié)構(gòu)會影響板面與溶液接觸的均勻程度，溶液循環(huán)不足或過多同樣會形成不均勻的沉銀層。

離子污染線路板表面存在的離子物質(zhì)會干擾線路板的電性能。這些離子主要來自沉銀液本身(殘存在沉銀層或在阻焊膜下)。不同沉銀溶液離子含量不同，離子含量越高的溶液，在同樣的水洗條件下，離子污染值越高。沉銀層的孔隙度也是影響離子污染的重要因素之一，孔隙度高的銀層容易殘存溶液中的離子，使得水洗的難度增大，終會導(dǎo)致離子污染值的相應(yīng)升高。后水洗效果同樣會直接影響離子污染，水洗不充分或水質(zhì)不合格都會引起離子污染超標(biāo)。

微空洞通常直徑小于1mil,位于焊料和焊接面之間的金屬界面化合物之上的空洞被稱為微空洞，因?yàn)樗鼘?shí)際上是焊接面的“平面空泡群”,所以極大的減小了焊接結(jié)合力。OSP、ENIG以及沉銀表面都會出現(xiàn)微空洞，其形成的根本原因尚未明確，但已確認(rèn)了幾個(gè)影響因素。盡管沉銀層的所有微空洞都發(fā)生在厚銀(厚度超過15μm)表面，但并非所有的厚銀層都會發(fā)生微空洞。當(dāng)沉銀層底部的銅表面結(jié)構(gòu)非常粗糙時(shí)更容易產(chǎn)生微空洞。微空洞的發(fā)生似乎也與共沉積在銀層中的有機(jī)物的種類及成分有關(guān)。針對以上所述之現(xiàn)象，原始設(shè)備廠商(OEM)、設(shè)備生產(chǎn)服務(wù)商(EMS)、PWB制造廠商以及化學(xué)品供應(yīng)商進(jìn)行了數(shù)個(gè)模擬條件下焊接研究，但沒有一個(gè)能夠徹底消除微空洞。