Что такое коррозия печатных плат? И что вызывает коррозию печатных плат?

Что такое коррозия печатных плат?

Коррозия – это процесс, при котором Печатная плата вступает в химическую реакцию с окружающей средой и теряет свои характеристики. Коррозия может вызвать множество проблем на печатной плате, таких как короткое замыкание, снижение допустимого тока, повышенное сопротивление и т. д.

Коррозия — это процесс окисления, который происходит, когда кислород соединяется с металлом, вызывая ржавчину и заставляя металл отслаиваться и терять свои ценные химические свойства. Поскольку PCBS в основном изготовлены из металла и подвергаются воздействию кислорода, они уязвимы к коррозии.

Однако не все металлы одинаково устойчивы к коррозии.

К высококоррозионным металлам относятся:

· графит

· золото

· серебро

· Медно-никелевый сплав

К легкокоррозионным металлам относятся:

· лужение

· гид

· медь

· Никелирование

Что вызывает коррозию печатных плат?

1. Электролит

Когда электрический ток подается на проводник, создается электрическое поле, которое может вызвать перетекание электронов от одного вывода цепи к другому. оставляя после себя ионы/заряженные частицы, которые притягиваются к поверхности проводника и прилипают к нему, вызывая коррозию., процесс, называемый электрохимической миграцией.

Эта миграция обычно происходит в присутствии электролита, наиболее распространенным из которых является вода.

2. Вода

Вода проникает в металл печатной платы, который особенно подвержен коррозии.и, если неконтролируемо, попадет в другие части печатной платы, это может привести к серьезному повреждению.

3. Влажность

Если влажность воздуха слишком высокая, это приведет к окислению материала, используемого в печатной плате.

4. Остаток флюса

Остатки флюса в основном остаются в процессе сварки и обычно состоят из таких химикатов, как бура, хлорированный пресс и ацетат свинца. который разъест медную дорожку на печатной плате, и чем дольше коррозия, тем серьезнее.

Знаете ли вы, какие бывают виды коррозии печатных плат?

1. Коррозия общего характера (атмосферная коррозия или равномерная коррозия).

Самый распространенный тип коррозии, также известный как Атмосферная коррозия или равномерная коррозия, обычно вызывается химической реакцией между кислородом/влагой воздуха и медью.

Общие коррозионные воздействия приводят к образованию оксида меди, низкая проводимость может вызвать проблемы с печатной платой, но механические свойства остаются прежними, что обычно легко диагностировать и предотвратить.

2. Местная коррозия

· Нитевидная коррозия

Влага, попадающая под отделку поверхности, может вызвать дефекты меди., которые затем могут распространиться на более широкую печатную плату.

· Щелевая коррозия

Области под компонентами аппаратного обеспечения или печатной платы в этих зазорах могут подвергнуться коррозии из-за остаточных веществ. Флюс, чистящие растворы или другие загрязнения в таких зазорах часто вызывают этот тип коррозии.

· Коррозионная точечная коррозия

Этот тип коррозии проявляется в виде пустот или «дыр» в меди. Локальные электрохимические реакции приводят к ухудшению состояния, что приводит к увеличению диаметра и глубины ямы и, в конечном итоге, к выходу из строя. Соединения, вызывающие коррозию, часто скрывают ямки, что затрудняет их обнаружение.

3.Гальваническая коррозия

Гальваническая коррозия, также известная как биметаллическая коррозия, возникает, когда два разных металла (например, медь и металл детали, золото или олово) соединяются в коррозийном электролите.

Это похоже на питтинг, но основное отличие состоит в том, что электрохимическая коррозия возникает только между электрохимически различными металлами, когда они находятся в электрическом контакте и оба металла подвергаются воздействию электролита.

4. Электролитическое образование дендритов.

При ионном загрязнении воды на медной линии образуются дендриты. Когда на соседней медной дорожке растут дендриты, это может привести к короткому замыканию и выходу из строя печатной платы.

5.Межкристаллитная коррозия

Межкристаллитная коррозия возникает, когда на границах зерен следов меди присутствуют химические вещества. Границы зерен обычно содержат более высокие примеси, которые более чувствительны к этому типу коррозии.

6. Устойчивость к коррозии остатков припоя

Остатки флюса от сварки всегда были основной причиной коррозии. Флюс очень важен в процессе сварки, поскольку он предотвращает окисление во время сварки.Флюс фактически уменьшает оксиды металлов, которые образуются на электрических контактах сварного шва в результате нагрева.Флюс также улучшает смачивание борта на колодке.

Старые флюсовые материалы содержат агрессивные химические вещества, такие как хлор, и остатки необходимо удалить после сварки. В новых флюсах используются органические кислоты, которые разлагаются при высоких температурах.

При сварке компонентов оплавлением обычно не остается следов сопротивления припою.Но при пайке волной флюс вряд ли достигнет температуры, необходимой для расщепления кислоты. Любые оставшиеся остатки флюса являются кислыми и очень коррозийными.

7. Фреттинг-коррозия

При фреттинг-коррозии действие выключения сварочного выключателя приводит к вытиранию, которое удаляет поверхностный оксидный слой и окисляет нижележащий слой. В конце концов, слишком много ржавчины может накопиться и помешать включению переключателя.

Как предотвратить коррозию печатной платы?

1. Покройте печатную плату конформным покрытием.

В случаях, когда невозможно герметизировать печатную плату в корпусе, могут помочь конформные покрытия.Различные формы защитного покрытия, такие как простое покрытие для защиты от пайки, покрытие аэрозольным распылением или покрытие из эпоксидной смолы, являются эффективными мерами защиты от коррозии.Однако для PCBS с компонентами, генерирующими тепло, такие конформные покрытия, возможно, придется наносить разумно, чтобы не препятствовать управлению теплом.

2. Держите печатную плату сухой

Делайте все возможное, чтобы избежать попадания влаги вокруг печатной платы. Постарайтесь держать их в среде, не подверженной влиянию влажности.

3. Предотвратите смачивание печатной платы электролитом.

Предотвращая попадание влаги или других жидкостей на печатную плату, можно эффективно предотвратить коррозию печатной платы. Есть много способов добиться этого, например, размещение печатной платы внутри корпуса с подходящей степенью защиты IP.

4. Эффективно удалите остатки флюса с печатной платы.

Старые флюсовые материалы известны тем, что выделяют хлор и другие вредные галогены. Это может привести к образованию язв на медных следах, если флюс не будет удален после процесса сварки. Однако органические кислоты в новых флюсах не содержат галогенов и разрушаются при более высоких температурах, например, при сварке оплавлением.Однако печатная плата, паяемая волновой пайкой, может не достичь температуры разложения, и остаточный остаток флюса, возможно, придется тщательно очищать вручную, чтобы предотвратить коррозию зазора.

5.10 Лучшая технология защиты печатных плат от коррозии

Во многих случаях разработчики предпочитают не защищать плату от коррозии.Например, прототипы или одноразовые пластины, которые будут использоваться немедленно, обычно не защищены от

коррозия.Однако, возможно, было бы лучше разработать какую-то защиту от коррозии печатных плат для всех плат. а в следующей таблице перечислены 10 технологий защиты печатных плат от коррозии.

Самый эффективный метод защиты печатных плат от коррозии
Серийный номер	Метод защиты от коррозии	Этап	Описание
1	Выполните контролируемую процедуру ламинирования.	Производство	На этом важном этапе производства следует использовать осушитель, а персонал должен носить защитную одежду.
2	Используйте подходящий стопорный слой припоя.	Производство	Стопоры для пайки являются недооцененным элементом защиты при изготовлении печатных плат. Однако тип стопорного слоя припоя важен, и его следует выбирать соответствующим образом, исходя из конструктивных соображений.
3	Используйте сетчатую медную плоскость	Производство	Хорошим вариантом также являются сетчатые медные поверхности. Они предотвращают перемещение влаги между ламинированными плоскостями.
4	Используйте обработку поверхности	Производство	Лучший способ защитить плату между изготовлением и сборкой — использовать обработку поверхности, причем ENIG является наиболее популярным, но ни в коем случае не единственным вариантом.
5	Выпекать	Производство	Для удаления влаги доску после сборки следует пропечь.
6	Используйте тристойкую краску	Производство	Также следует использовать конформные покрытия, регулируемые IPC (в основном в IPC-CC830B и IPC-A-610). Это особенно применимо, если оно будет использоваться в опасных средах.
7	Используйте горячее вторичное формование.	Производство	Другой вариант — термическое вторичное формование или упаковка. Это идеально подходит для условий с высокими температурами.
8	Используйте микроинкапсуляцию	Производство	Микроинкапсуляция — это инкапсуляция некоторых из наиболее подверженных коррозии компонентов или элементов платы.
9	Используйте ESD-пакет для хранения.	Производство	Печатную плату всегда следует хранить в антистатическом пакете для электромагнитной изоляции.Эти пакеты также могут помочь предотвратить накопление влаги.
10	Установите плату в корпус	Производство	Монтажные пластины в корпусе также могут обеспечивать защиту;Однако помещение должно хорошо проветриваться, чтобы предотвратить накопление влаги.

Как убрать коррозию на печатной плате – обычными химическими реагентами?

1. Сжатый воздух

Сжатый воздух – довольно распространенный инструмент для очистки электронных изделий. При простом ремонте сжатый воздух позволяет незаметно удалить пыль изнутри электронного устройства или машины и продуть ее.Используйте короткую струю, чтобы нагнетать воздух в вентиляционное отверстие. Если вас не устраивает удаленная пыль, можно открыть устройство с помощью отвертки и поработать по узлу, тщательно очищая схему воздухом.

2. Пищевая сода

Вы можете использовать пищевую соду для удаления коррозии с печатной платы. Пищевая сода содержит бикарбонат натрия, который удаляет грязь и пыль с печатных плат, разбивая грязь на мелкие частицы.Мягкие абразивные свойства газированной воды позволяют устранить коррозию без каких-либо побочных эффектов.

3.Деионизированная вода

Когда вы очищаете печатную плату водой, вы должны убедиться, что на ней нет загрязнений.Ионы в обычной воде обладают проводящими свойствами, которые уменьшают свойства электронов. В то же время деионизированная вода не содержит вредных примесей или ионов.

4. Дистиллированная вода

Поскольку в ней нет ионов, которые проводят электричество к электронным устройствам, дистиллированная вода превосходит любую другую жидкость, когда дело доходит до смешивания чистящих растворов. Дистиллированная вода проходит специальную обработку для удаления вредных примесей и не повреждает печатную плату.

Он также может быстро загрязниться грязью на руках или в воздухе, поэтому, когда он не используется, его следует хранить в закрытой дистиллированной воде и избегать использования голыми руками.

5.Изопропиловый спирт

Что касается химических чистящих средств, изопропиловый или медицинский спирт может удалить с печатной платы все виды грязи, мусора, флюса и ржавчины.Изопропиловый спирт — хороший очиститель печатных плат, поскольку он дешев и быстро испаряется.В спирте меньше химикатов по сравнению с другими чистящими средствами, используемыми для аналогичных целей.

Важно, чтобы содержание изопропилового спирта, используемого для очистки печатной платы, составляло 90 % или выше.Высокие концентрации изопропилового спирта могут вызвать неблагоприятные последствия при контакте с телом, поэтому обращайтесь с ним осторожно и используйте латексные перчатки и очки.

Действия по удалению коррозии печатной платы

Подготовив все необходимые чистящие средства и инструменты для работы платы, вы можете выполнить следующие действия, чтобы очистить плату от коррозии:

1. Сначала включите данное электрооборудование или приборы, а также удаленно печатную плату, отключив все соединения и питание.

2.Запишите разводку и конфигурацию печатной платы, необходимо запомнить каждую деталь, т.к. после чистки также потребуется собрать печатную плату.

3. При использовании правильного инструмента необходимо проверить руководство пользователя, правильное использование инструмента.

4. После снятия печатной платы используйте чистящий раствор, например изопропиловый спирт или раствор пищевой соды.

5. Теперь мягкой кистью нанесите ее на печатную плату, а затем продолжайте наносить, пока ржавчина и пыль не станут мягкими.

6. Затем вы можете использовать щетку для удаления грязи, а затем использовать дистиллированную воду для удаления остатков пыли и коррозии.

7. Если на плате все еще остается сильная коррозия, вы можете дополнительно нанести больше изопропилового спирта, поскольку он является более сильным средством.

8. Наконец, протрите ковриком из микрофибры и высушите печатную плату с помощью сушилки на воздухе, а затем установите ее обратно в электрооборудование, чтобы удалить всю коррозию.