选择性化金印制板“贾凡尼效应”实验

宁建明 李飞军 黄殷期

（珠海中京电路电子有限公司，广东 珠海 519175)

1 贾凡尼效应现象

高密度印制电路板选择性表面涂饰，有化学镀镍/金（ENIG）与有机可焊性保护层（OSP）的复合型（铜＋金）要求，当设计线路连接的网络两端点开窗暴露的不同涂层连接盘时，在化学处理中出现两个连接盘被程度不一微蚀的现象。按照电子电路术语（T/CPCA1001—2022）这种因为两种金属由于电位差的缘故，通过介质产生了电流，继而产生了电化学反应，引起金属被腐蚀的现象称为贾凡尼效应（Javanni effect），也称化学电池效应。而且，当镀金连接盘面积比铜连接盘面积越大，贾凡尼效应更为明显。

贾凡尼效应的影响：加快铜连接盘微蚀反应，铜连接盘面积比变小，影响SMT贴件焊接；导致线路与连接盘连接位变细，严重的会产生线路与连接盘开路，如图1所示。

2 贾凡尼效应实验

设计铜连接盘与金连接盘面积比1:10到1:100图形，拼版成在制板，如图2所示。

选定板材1.2 mm厚基板，铜箔厚度18 μm/18 μm，完成图形制作和选择性表面涂覆处理，流程如图3所示。其中分别用同等线速、药水微蚀浓度、药水铜离子完成OSP表面处理（如表1所示）；完成OSP表面处理后，测量铜连接盘面积和铜厚度数据。

表1 OSP微蚀条件表

3 实验数据

（1）铜连接盘产生贾凡尼效应面积数据如表2所示。

表2 铜连接盘面积数据表 （单位：μm）

当相同网络铜连接盘与镀金连接盘面积比例越大，微蚀次数越多，其铜连接盘贾凡尼效应反应越明显，铜连接盘面积变小液越明显。

（2）铜连接盘产生贾凡尼效应铜厚数据如表3所示。

表3 铜连接盘铜厚数据表 （单位：μm）

随网络铜连接盘与镀金面积比例越大，微蚀次数越多，贾凡尼效应反应越大，铜厚变薄越明显。

4 结论

实验数据得出，随网络铜连接盘与镀金连接盘面积比例越大，微蚀次数越多，贾凡尼效应反应越大，即加快铜连接盘微蚀速率，使铜连接盘面积变小、铜厚变薄。

针对选择性化金板贾凡尼效应问题，从实验可得出以下结论：

（1）工程设计方面：选择性化金板同一网络之间金、铜连接盘面积不要相差太大；当比例≥20:1时，设计图纸有识别，MI（生产指示）作预警机制。

（2）OSP制程方面：微蚀速率控制＜1.0 μm/min，微蚀铜离子控制＜10 g/L，PCB微蚀次数控制≤2次。