择要：本文检讨浸镀银发作缺失的基本缘由，并经过制程好化的做法而令浸镀银的各类没有良景象患上以扫除。

1、媒介

因为浸镀银用于PCB可焊性皮膜的胜利实绩愈来愈多，因此从多家PCB厂与上游组装的量产中，较易获得极多的贵重材料。本文中各项量产材料的搜集是始自2005年7月，现场是来自数家亚洲区采纳浸镀银的量厂年夜厂。其产物多属HDI式密集线路的进步前辈PCB类，其所能容易的没有良率已压低到数目的PPm罢了。本文钻研的次要指标是正在于浸镀银被退货与生效等实务案例，也就是集中检讨PCB与上游组装两年夜量产畛域中所发作的各类没有良生效景象。

2、案例考察

所访查的工具是来自64家PCB厂及29家组装客户共93个参加的业者，从其生效或被拒收板类中，可演绎出无关浸银皮膜的六个次要缺失，下表1中即按其首要性而对其生效内容加以分类。

表1浸镀银量产中容易呈现生效模式之统计

若从各类缺陷所造成老本丧失的观念来看，无疑的是焊点中微空泛缺陷所占的比例高。因为密装板上整机太多太密已无从进行返修，多半拒收的高额丧失是发作正在组装工场中。此中客户端还没有组装前，进料测验发现微洞成绩而遭剔退者只有8件。至于焊锡性成绩方面则PCB厂全无没有良纪录，组装厂也只有3件疑似者，并且细心追查之下发现居然是误叛为浸银之焊锡性没有良。现实上此一非凡案例是出自一种厚多层板高纵横比(HAR)的某些深孔中，波焊后发现上锡性欠安的半高孔壁虎，居然间接与内层年夜地铜层相衔接，致使正在波焊中涌锡升起的霎时，该接地处年夜量失热招致锡波的冷却固化而至，基本没有是浸银皮膜的焊接成绩。此种生效通过屡次没有同考试板的实验，乃至客户更改互连设计的重复验证后，终于证实齐全与浸银皮膜有关。纯就此一假性焊锡性成绩，当然也就无需对浸镀银做任何扭转了。

3、基本缘由的剖析

3.1贾凡尼咬铜(GalvanicAttack)

通过屡次基本缘由的追查，上述各项生效案例确实已年夜幅缩小。不外关于贾凡尼效应的铜侵蚀成绩则始终未能杜绝，其缘由是板面绿漆边缘与平面铜线间一贯存正在着较多的细缝(Crevice),于是正在浸镀银的湿制程中会使患上银液正在毛细作用下一直渗入细缝内，再加之后荡涤难竟全功之下，造成银离子与铜金属之间发作了贾凡尼电化学电池式的侵蚀反响。现实上惟有当铜金属被侵蚀成为铜离子而释出电子时，银离子能力孕育发生堆积反响。这类无从防止的费事也与银层厚度(浸镀工夫)无关，愈厚当然就越欠好。

上述板面绿漆与铜导线之间所存正在细缝的成绩，其面前的真正缘由则是感光绿漆施工中,其皮膜自身已发作侧蚀乃至适度显像的异样，致使未能齐全紧贴正在铜导线的双侧面或附着性欠安而至。别的深孔地方银层太薄或绿漆下铜面上已呈现较深的刮痕者，都将会呈现贾凡尼式咬铜的费事。

3.2银面变色(Tarnish)

银面变色变脏与空气中的氧与硫无关，一旦银面与硫接触时将会构成黄色的Ag2S硫化银薄膜，若持续接触中将会逐步变到棕玄色。此种硫净化的起源可能出自没有洁空气中的净化，或来自看似有害的包装用纸类。至于氧气则除了了空气以外，底铜外表氧化已存正在的Cu2O与CuO等薄膜，此中的氧将可能转移到银层中。且对疾速堆积厚度很薄、构造紧凑又具多孔性的浸银层而言，又将让底铜年夜无机会持续与空气接触而再行氧化。为了防堵此破绽起见，必将要加厚银镀层以阻止其晶界(GrainBoundary)的漏气。但是加厚银层岂但会使老本回升，并且细缝中的贾凡尼咬铜效应也将更为之好转。且正在离子净化增多后其焊锡性亦将变差，乃至呈现焊点微洞与变脆等成绩(见下页图3)。

 3.3部分露铜

此种缺失与浸银制程自身无关，常常正在实现浸银工序后便可发现。其缘由是铜面上正在前解决流程中可能已附着了一层障碍反响的薄膜，以致铜与银之间无奈发作置换反响。此膜一旦微蚀没有掉时将会阻止铜的释出电子行为，而无奈让银层孕育发生堆积反响。别的浸银槽液的机器搅拌也会孕育发生一些没有同的成果，加以消费板类正在多少外形上的差别，使患上没有同区域遭到药水的冲洗成果也有所没有同，致使让浸渡银层的厚度也呈现不敷平均的景象，太薄区域看起来就会呈现镀没有上银而露铜的景象。

3.4离子净化

通过湿制程后板面上可能残留的各类离子，都将会对PCB的电性性能造成没有良影响。此等懊恼多半出自银层外表附着药水的不容易荡涤，乃至正在绿漆外表也会残留已老化的槽液。浸镀银的配方中常常会退出一些无机物，因此也可能会随伴发作一些无机皮膜等额定异物的附着，进而造成后段荡涤的艰难。通常增补银耗费的做法是采纳公用的补给药水，而此等药水是将金属银配制成为“无机银的络合物”(OrganicSilverComplexes)，一旦银金属用掉后将剩下颇多量的无机物，当然就会使患上后段荡涤越发艰难了。

3.5微洞景象(Microvoids)

浸银层正在上游焊接中所发作的焊点微洞，直径年夜多有余Imil，且少数凑集正在焊点与承垫IMC以上的介面处，是一种片面散布性空泡式的泛滥小空泛，对焊点强度会呈现一种“毁坏性的效应”(DevastatingEffect)

此种介面性微空泛岂但正在PCB浸镀银的焊接中呈现，也会发作正在OSP与ENIG等皮膜之焊接中，其基本缘由到今朝为此还没有搞分明。不外也找到某些确定的相干成因，例如厚度加厚者微空泛也较多(尤为当厚度超越15μin者)，但是某些配方也未必全然如斯。别的底铜面的毛糙度也是缘由之一，通常愈粗愈糟。且还发现与配方中的无机物含量与成分无关，某些无机物则容易随同银金属孕育发生共镀而存正在于皮膜中。不外这类假定性的实践，已经经过某些品牌商(OEM)、代工组装业者(EMS)、PCB业者，与药水供给商等，所独特组成同盟的屡次协作钻研，居然不一次模仿胜利，当然也就无奈将微洞予以扫除了(见下页图4)。

4、各类预防办法

上述五项常见的浸镀银缺陷经由药水商与设施商和PCB等现场之解困钻研，现已找出某些预防与改善的方法，可提供PCB业者处理成绩与晋升良率，现分述于下：

4.1贾凡尼咬铜

此成绩须上溯到电镀铜制程，发现凡工具为高厚径比的深孔镀铜与盲孔镀铜之案例，若能提供其铜厚散布更平均者，将可缩小此种贾凡尼咬铜景象。且PCB制程中金属阻剂(例如纯锡层)的剥除了与蚀刻铜等，一旦呈现适度蚀刻而存正在侧蚀景象者，亦可能会孕育发生细缝而藏有电镀液与微蚀液。

现实上贾凡尼成绩年夜的起源就是绿漆工程，此中以绿漆景象所酿成的侧蚀与皮膜浮雕容易造成细缝。凡能让绿漆景象呈现正性的残足而非负性的侧蚀，并正在绿漆后软化之下，则此种贾凡尼的咬铜之缺失将可予以扫除。至于电镀铜的操作务必正在激烈的搅拌中让深孔中电镀铜更为平均，此时还需用行使超音波与强流器(Eductor)的帮手搅拌，以改善槽液的质传与铜厚的散布。至于浸镀银的自身制程，则需严格控制其前段的微蚀咬铜率，滑润圆滑的铜面亦可缩小绿漆后细缝的存正在。初是银槽自身不成呈现太强的咬铜反响，PH值以中性为好，且镀着速度也不成太快，佳正在厚度上要只管即便的剪薄，而于好化之银结晶之下能力做好抗变色的性能。

4.2变色的改善

其改善办法是添加镀层密度与缩小其疏孔度(Porosity)，包装产物务必采纳无硫纸并加以密封，以断绝掉空气中的氧气与硫份，进而升高其变色的起源。且贮存区环境的气温没有宜超越30℃，湿度须低于40%RH，佳采行进步前辈先用的政策，防止寄存过久而孕育发生成绩。

4.3银面露铜的改善

浸镀银以前的各类流程均需小心管控，例如微蚀铜面后留意其“水破”的检测(WaterBreak指拒水性)与特地亮铜点的察看，此皆示意铜面可能存正在某些异物。微蚀精良的洁净铜面，其竖立状态须放弃40秒内不成发作水破景象。连线设施亦应活期颐养，以维持其水性的平均性，如斯方能失去较平均的镀银层。操作中还需一直对浸镀铜工夫、液温、搅拌，与孔径巨细等进行DOE试验方案之实验，以获得好质量的镀银层、且关于具备深孔的厚板和HDI微盲孔板的浸镀银制程，也可另采纳超音波与强流器的外力帮助，以改善银层的散布。此等槽液的额定强力搅拌，确可改善深孔与盲孔中的药水润湿与替换的才能，关于整个湿制程都有莫年夜的协助。

4.4板面离子净化的改善

若能将浸镀银槽液的离子浓度，正在无妨碍镀层质量而予以升高时，则板面所带出而附着的离子天然患上以减量。实现浸镀后的清洁中，其干燥前务必还要通过纯水的漂洗1分钟以上，以缩小附着的离子。并且关于竣工板也还要按时测验其清洁度，务必让板面的剩余离子量减到低而能合业界的标准。所做过的实验均应保留其记载，以备时时之需。

4.5焊点微洞的改善

介面微洞还是今朝浸镀银难改善的缺陷，由于其真实的成因至今仍未水落石出，但至多某些相干的缘由已可确定。于是正在只管即便缩小其干系性要素的发作下，当然也可缩小上游焊接微洞的发作。

相干要素中又以银层厚度为关建，务须将银层厚度尽可能的减低。其次是前解决的微蚀不成让铜面太甚毛糙，而银厚度散布的平均性也是重点之一。至于银层中的无机物含量，则可能从多点取样银层纯度剖析中而反向患上知，此中纯银含量不成低于90%之原子比。

5、AIPhaSTAR的治理

电子业自2006.7.1无铅接正式上路当前，上上游各类制程岂但要钻研好化的“理想制程”(Idealprocess)，并且还要合乎平安、环保与牢靠度等多项要求。Enthone公司自从1994年正在PCB业推出具备专利的浸镀银(沉银)制程后，今朝已停顿到第三代的浸镀银工艺，也就是商品称号的AlphaSTAR。此商用流程共有7个制程站，后三站都是水洗。现将其对用户可出现的特性与益处阐明于后。

前解决共有四站;即铜面的适况解决(Conditioner)、水洗、微蚀及水洗。适况解决可将铜面的外表张力予以升高，此制程关于板上任何铜面都可进行精良的解决，包罗深孔中的铜孔壁与盲孔底的铜面。至于微蚀槽的共同配方则可正在铜面上孕育发生微毛糙的描摹，欲仍具备半光洁的外观。此等微蚀后的细腻铜面构造，可以让所堆积的银层也随之细晶化。于是正在细晶组织中岂但可失去高密度无疏孔性的镀银层，并且厚度还没有需太厚，如斯将正在防变色方面亦可取得很年夜的改善。

至于沉银方面则又分为：预浸(Prechip)、浸镀银、和后段的纯水荡涤。预浸槽的性能有三，即自身当成前阵的就义打，以缩小对主银槽所带进铜份与微蚀的净化，并缩小其余外物的危害。其次是将铜面再度做好清洁解决以实现置换反响的预备工作。因为预银槽的配方与功课前提与主银槽相反(只有银含量上的差异)，故进入主槽的板子其实不会对主槽造成冲淡的成果。主槽沉银反响中耗费的只有银离子，而无机物的变动则以带出者占多数。于是正在带入与带出二者患上以均衡下，主银槽中一直增补银份的耗费时，其有效的无机物将没有致累积太多。

6、银层的构造

因为浸银层是出自银离子与铜面的置换反响，其铜面微蚀后所具备的微毛糙描摹，将可以使患上慢速堆积的肇始银层更为平均，且慢速镀银亦可以使其银晶粒构造更为牢固与严密。此种附着严密的银层厚度约正在6~12μin之间，普通尚无奈达到齐全防变色的境地。主银槽的化学性子十分稳固，量产可达好几十次的MTO(metalTurn-Over)才需换槽，而且关于光线也再也不敏感。并且停机工夫也年夜幅升高，通常只需厚度抵达4μin以上时，行将再也不呈现疏孔。板面的离子净化也很低，所用设施的老本也很平价。

7、论断

因应无铅焊接寰球PCB业对外表解决的希冀，为求面临焊锡性、牢靠度、平安性等更严格的要求起见，全新研发的商用制程AlphaSTAR将可达到各类适用性的指标。此新制程并还能合乎RoHS及WEEE法例层面的要求与无铅焊接的详细规格。