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通過(guò)對造成缺陷的根本原因分析,可經(jīng)由工藝改善和參數優(yōu)化相結合的方式將這些缺陷率降到低。賈凡尼效應通常出現在阻焊膜和銅面之間的裂縫下。在沉銀過(guò)程中,因為裂縫的縫隙非常小,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,然后在裂縫外的銅表面上發(fā)生沉銀反應。因為離子轉換是沉銀反應的源動(dòng)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(huì )形成裂縫:側蝕/顯影過(guò)度或阻焊膜與銅面結合不好;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而產(chǎn)生的。銀與硫反應會(huì )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(huì )轉變成黑色。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。銀與氧的反應則是另外一種過(guò)程,通常是氧和銀層下的銅發(fā)生反應,生成深褐色的氧化亞銅。這種缺陷通常是因為沉銀速度非???,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(huì )和空氣中的氧產(chǎn)生反應。疏松的晶體結構的晶粒間空隙較大,因而需要更厚的沉銀層才能達到抗氧化。這意味著(zhù)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問(wèn)題的機率,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,主要是因為前制程未完全去除的殘留膜阻礙了銀層的沉積而產(chǎn)生的。常見(jiàn)的是由阻焊工藝帶來(lái)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。機械處理過(guò)程也是產(chǎn)生露銅的原因之一,線(xiàn)路板的表面結構會(huì )影響板面與溶液接觸的均勻程度,溶液循環(huán)不足或過(guò)多同樣會(huì )形成不均勻的沉銀層。
離子污染線(xiàn)路板表面存在的離子物質(zhì)會(huì )干擾線(xiàn)路板的電性能。這些離子主要來(lái)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(huì )導致離子污染值的相應升高。后水洗效果同樣會(huì )直接影響離子污染,水洗不充分或水質(zhì)不合格都會(huì )引起離子污染超標。
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(chēng)為微空洞,因為它實(shí)際上是焊接面的“平面空泡群”,所以極大的減小了焊接結合力。OSP、ENIG以及沉銀表面都會(huì )出現微空洞,其形成的根本原因尚未明確,但已確認了幾個(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(guò)15μm)表面,但并非所有的厚銀層都會(huì )發(fā)生微空洞。當沉銀層底部的銅表面結構非常粗糙時(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物的種類(lèi)及成分有關(guān)。針對以上所述之現象,原始設備廠(chǎng)商(OEM)、設備生產(chǎn)服務(wù)商(EMS)、PWB制造廠(chǎng)商以及化學(xué)品供應商進(jìn)行了數個(gè)模擬條件下焊接研究,但沒(méi)有一個(gè)能夠徹底消除微空洞。
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