賈凡尼效應對電路板有哪些影響?

在討論工藝可靠性或進行失效分析時,經常遇到賈凡尼效應有關現象概念。瞭解這些概念,對於進行失效分析、可靠性設計非常重要。

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。

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(或潮溼的環境與腐蝕性氣氛)。

(3)形成閉合迴路(或正負極在電解質溶解中接觸)。

一般活性強的金屬為負極,被溶解。金屬的活性順序如圖1-82所示。

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在PCB的表面處理中,常見的賈凡尼現象有:

(1)Im-Ag過程中,阻焊膜邊緣下Cu的被蝕現象,如圖1-83所示。在沉銀過程中,因為阻焊膜與Cu裂縫的縫隙非常小,限制了沉銀液對此處的銀離子供應,但是此處的銅可以被腐蝕為銅離子,然後在裂縫外的銅表面上發生沉銀反應。因為離子轉換是沉銀反應的原動力,所以裂縫下銅面受攻擊程度與沉銀厚度直接相關。

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pcb的表面處理中,常見的賈凡尼

(2)選擇性OSP/ENIG表面處理過程中,OSP盤的被蝕現象。在進行選擇性OSP/ENIG表面處理時,首先進行ENIG處理再做 OSP。由於在進行OSP處理時也要進行微蝕,如果ENIG盤與Cu盤(最終作為OSP盤)之間有連接,那麼準備進行OSP處理的Cu盤與ENIG盤形成了原電池效應。如果Cu盤面積遠小於ENIG盤(Cu盤面積小於ENIG盤面積的1/100),則Cu盤很可能被腐蝕掉。因此,進行無鉛背板表面處理設計時,應儘可能避免ENIG與OSP區域處於同一網絡(即兩者導通)。

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