Was ist PCB-Korrosion? Und was verursacht PCB-Korrosion?

Was ist PCB-Korrosion?

Korrosion ist der Prozess, durch den Die Leiterplatte reagiert chemisch mit der Umgebung und verliert ihre Leistungsfähigkeit. Korrosion kann viele Probleme auf der Leiterplatte verursachen, wie z. B. Kurzschluss, verringerte Stromkapazität, erhöhter Widerstand usw.

Korrosion ist der Oxidationsprozess, der auftritt, wenn sich Sauerstoff mit einem Metall verbindet, wodurch Rost entsteht und das Metall sich ablöst und seine wertvollen chemischen Eigenschaften verliert. Da Leiterplatten hauptsächlich aus Metall bestehen und Sauerstoff ausgesetzt sind, sind sie anfällig für Korrosion.

Allerdings sind nicht alle Metalle in Bezug auf Korrosion gleich.

Zu den stark korrosiven Metallen gehören:

· Graphit

· Gold

· Silber

· Kupfer-Nickel-Legierung

Zu den leicht korrosiven Metallen gehören:

· Verzinnen

· Führung

· Kupfer

· Vernickelung

Was verursacht PCB-Korrosion?

1. Elektrolyt

Wenn ein elektrischer Strom an einen Leiter angelegt wird, entsteht ein elektrisches Feld, das dazu führen kann, dass Elektronen von einem Anschluss des Stromkreises zum anderen fließen. Zurück bleiben Ionen/geladene Partikel, die von der Oberfläche des Leiters angezogen werden und dort haften bleiben, was zu Korrosion führt, ein Prozess namens elektrochemische Migration.

Diese Migration erfolgt normalerweise in Gegenwart eines Elektrolyten, am häufigsten Wasser.

2. Wasser

Wasser dringt in das Metall der Leiterplatte ein, das besonders korrosionsanfällig istWenn es unkontrolliert in andere Teile der Leiterplatte eindringt, kann es zu schweren Schäden kommen.

3. Luftfeuchtigkeit

Wenn die Luftfeuchtigkeit zu hoch istDies führt dazu, dass das in der Leiterplatte verwendete Material oxidiert.

4. Flussmittelrückstände

Die Flussmittelrückstände bleiben hauptsächlich während des Schweißvorgangs zurück und bestehen normalerweise aus Chemikalien wie Borax, chloriertem Pressgut und Bleiacetat. Dadurch wird die Kupferspur auf der Leiterplatte korrodiert. Je länger die Korrosion anhält, desto schwerwiegender ist sie.

Wissen Sie, welche Arten von Leiterplattenkorrosion es gibt?

1. Allgemeine Angriffskorrosion (atmosphärische Korrosion oder gleichmäßige Korrosion)

Die häufigste Art von Korrosion, auch bekannt als atmosphärische Korrosion oder gleichmäßige Korrosionwird normalerweise durch eine chemische Reaktion zwischen Sauerstoff/Feuchtigkeit in der Luft und Kupfer verursacht.

Allgemeine Korrosionsangriffe führen zur Bildung von Kupferoxid, eine geringe Leitfähigkeit kann zu Problemen mit der Leiterplatte führen, die mechanischen Eigenschaften bleiben jedoch gleich, was in der Regel leicht zu diagnostizieren und zu verhindern ist.

2. Lokale Korrosion

· Fadenförmige Korrosion

Unter die Oberfläche eindringende Feuchtigkeit kann zu Defekten im Kupfer führen, die dann das Potenzial haben, sich auf eine breitere Leiterplatte auszubreiten.

· Spaltkorrosion

In diesen Lücken können Bereiche unterhalb der Bauteile auf der Hardware oder Platine aufgrund von Reststoffen korrodieren. Flussmittel, Reinigungslösungen oder andere Verunreinigungen in solchen Lücken verursachen häufig diese Art von Korrosion.

· Korrosive Lochfraßbildung

Bei dieser Art von Korrosion treten Hohlräume oder „Löcher“ im Kupfer auf. Lokale elektrochemische Reaktionen führen zu einer Verschlechterung, was zu einem größeren Durchmesser und einer größeren Grubentiefe und schließlich zum Ausfall führt. Korrosionserzeugende Verbindungen verbergen häufig Löcher, sodass sie schwer zu erkennen sind.

3. Galvanische Korrosion

Galvanische Korrosion, auch Bimetallkorrosion genannt, tritt auf, wenn zwei verschiedene Metalle (z. B. Kupfer und das Metall der Komponente, Gold oder Zinn) in einem korrosiven Elektrolyten gekoppelt werden.

Dies ähnelt Lochfraß, der Hauptunterschied besteht jedoch darin, dass elektrochemische Korrosion nur zwischen elektrochemisch unterschiedlichen Metallen auftritt, wenn diese in elektrischem Kontakt stehen und beide Metalle dem Elektrolyten ausgesetzt sind.

4.Elektrolytische Dendritenbildung

Bei einer Ionenverunreinigung im Wasser bilden sich Dendriten auf der Kupferspurlinie. Wenn auf der angrenzenden Kupferleiterbahn Dendriten wachsen, kann es zu einem Kurzschluss und einem Leiterplattenausfall kommen.

5.Interkristalline Korrosion

Interkristalline Korrosion tritt auf, wenn sich Chemikalien an den Korngrenzen von Kupferspuren befinden. Korngrenzen enthalten typischerweise höhere Verunreinigungen, die empfindlicher auf diese Art von Korrosion reagieren.

6.Lötwiderstand, Rückstände, Korrosion

Flussmittelrückstände beim Schweißen waren schon immer eine Hauptursache für Korrosion. Flussmittel sind im Schweißprozess sehr wichtig, da sie die Oxidation beim Schweißen verhindern.Das Flussmittel reduziert tatsächlich die Metalloxide, die sich durch Erhitzen an den elektrischen Kontakten der Schweißnaht bilden.Das Flussmittel verbessert auch die Benetzung der Raupe auf dem Pad.

Ältere Flussmittel enthalten ätzende Chemikalien wie Chlor und Die Rückstände müssen nach dem Schweißen entfernt werden. Neuere Flussmittel verwenden organische Säuren, die sich bei hohen Temperaturen zersetzen.

Beim Reflow-Schweißen von Bauteilen bleiben in der Regel keine Lötwiderstandsrückstände zurück.Beim Wellenlöten ist es jedoch unwahrscheinlich, dass das Flussmittel die Temperatur erreicht, die zum Abbau der Säure erforderlich ist. Eventuell verbleibende Flussmittelrückstände sind säurehaltig und stark ätzend.

7. Passungsrost

Bei Passungsrost, Das Ausschalten des Schweißschalters erzeugt einen Wischvorgang, der die oberflächliche Oxidschicht entfernt und die darunter liegende Schicht oxidiert. Mit der Zeit kann sich zu viel Rost bilden und die Aktivierung des Schalters verhindern.

Wie verhindert man Leiterplattenkorrosion?

1.Leiterplatte mit konformer Beschichtung abdecken

In Fällen, in denen es nicht möglich ist, die Leiterplatte im Gehäuse zu verkapseln, können Schutzlacke Abhilfe schaffen.Unterschiedliche Formen der Schutzlackierung, wie einfache Lötschutzbeschichtung, Aerosol-Sprühbeschichtung oder Epoxidharzbeschichtung, sind wirksame Korrosionsschutzmaßnahmen.Bei Leiterplatten mit Komponenten, die Wärme erzeugen, müssen solche Schutzbeschichtungen jedoch möglicherweise mit Bedacht aufgetragen werden, um das Wärmemanagement nicht zu behindern.

2. Halten Sie die Leiterplatte trocken

Geben Sie Ihr Bestes, um Feuchtigkeit um die Leiterplatte herum zu vermeiden. Versuchen Sie, sie in einer Umgebung aufzubewahren, die nicht durch Feuchtigkeit beeinträchtigt wird.

3. Verhindern Sie, dass der Elektrolyt die Leiterplatte benetzt

Indem verhindert wird, dass Feuchtigkeit oder andere Flüssigkeiten auf die Leiterplatte gelangen, kann Leiterplattenkorrosion wirksam verhindert werden. Es gibt viele Möglichkeiten, dies zu erreichen, beispielsweise die Platzierung der Leiterplatte in einem Gehäuse mit der richtigen IP-Schutzart.

4. Entfernen Sie effektiv die Flussmittelrückstände auf der Leiterplatte

Ältere Flussmittel sind dafür bekannt, dass sie Chlor oder andere schädliche Halogene produzieren. Dies kann zu Lochfraß auf den Kupferspuren führen, sofern das Flussmittel nicht nach dem Schweißvorgang entfernt wird. Allerdings enthalten die organischen Säuren in den neuen Flussmitteln keine Halogene und zersetzen sich bei höheren Temperaturen, etwa beim Reflow-Schweißen.Allerdings erreicht die Leiterplatte beim Wellenlöten möglicherweise nicht die Zersetzungstemperatur und die restlichen Flussmittelrückstände müssen möglicherweise gründlich manuell gereinigt werden, um eine Korrosion des Spalts zu verhindern.

5.10 beste PCB-Korrosionsschutztechnologie

In vielen Fällen entscheiden sich Entwickler dafür, die Platine nicht vor Korrosion zu schützen.Beispielsweise sind Prototypen oder Einwegplatten, die sofort verwendet werden, in der Regel nicht geschützt

Korrosion.Es könnte jedoch besser sein, eine Art PCB-Korrosionsschutz für alle Platinen zu entwickeln, und die folgende Tabelle listet 10 PCB-Korrosionsschutztechnologien auf.

Die effektivste Methode zum Korrosionsschutz von Leiterplatten
Seriennummer	Korrosionsschutzmethode	Bühne	Beschreibung
1	Befolgen Sie ein kontrolliertes Laminierungsverfahren	Herstellung	Während dieses wichtigen Herstellungsschritts sollte Trockenmittel verwendet werden und das Personal sollte Schutzkleidung tragen
2	Verwenden Sie eine geeignete Lötstoppschicht	Herstellung	Lötstopper sind ein unterschätztes Schutzelement im Leiterplattenbau. Die Art der Lötstoppschicht ist jedoch wichtig und sollte aufgrund von Designüberlegungen entsprechend ausgewählt werden
3	Verwenden Sie ein Kupfergitterhobel	Herstellung	Auch netzförmige Kupferoberflächen bieten eine gute Möglichkeit. Sie verhindern, dass Feuchtigkeit zwischen den laminierten Ebenen wandert
4	Verwenden Sie eine Oberflächenbehandlung	Herstellung	Der beste Weg, die Platine zwischen Herstellung und Montage zu schützen, ist die Verwendung einer Oberflächenbehandlung. ENIG ist die beliebteste, aber keineswegs die einzige Option
5	Backen	Herstellung	Um Feuchtigkeit zu entfernen, sollte die Platte nach dem Zusammenbau eingebrannt werden
6	Verwenden Sie Tri-Proof-Farbe	Herstellung	Es sollten auch konforme Beschichtungen verwendet werden, die durch die IPC (hauptsächlich in IPC-CC830B und IPC-A-610) geregelt sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn sie in gefährlichen Umgebungen eingesetzt werden
7	Verwenden Sie heißes Sekundärformen	Herstellung	Eine weitere Option ist das thermische Sekundärformen oder Verpacken. Dies ist ideal für Umgebungen mit hohen Temperaturen
8	Verwenden Sie Mikroverkapselung	Herstellung	Bei der Mikroverkapselung handelt es sich um die Verkapselung einiger der korrosionsanfälligsten Komponenten oder Platinenelemente
9	Zur Aufbewahrung ESD-Beutel verwenden	Herstellung	Zur elektromagnetischen Isolierung sollte die Platine immer in einer ESD-Tasche aufbewahrt werden.Diese Beutel können auch dazu beitragen, Feuchtigkeitsansammlungen zu verhindern
10	Montieren Sie die Platine im Gehäuse	Herstellung	Auch Montageplatten im Gehäuse können Schutz bieten;Es sollte jedoch gut belüftet sein, um Feuchtigkeitsansammlungen vorzubeugen

Wie entferne ich die Korrosion auf der Leiterplatte – gängige chemische Reagenzien?

1. Druckluft

Druckluft ist ein weit verbreitetes Werkzeug zum Reinigen elektronischer Produkte. Bei einfachen Reparaturen bietet Druckluft eine unauffällige Möglichkeit, Staub aus dem Inneren eines elektronischen Geräts oder einer Maschine zu entfernen und auszublasen.Mit einem kurzen Strahl Luft in die Entlüftung einblasen. Wenn Sie mit der Entfernung des Staubs nicht zufrieden sind, können Sie das Gerät mit einem Schraubendreher öffnen, um die Baugruppe herum arbeiten und den Schaltkreis vorsichtig mit Luft reinigen.

2. Backpulver

Sie können Backpulver verwenden, um Korrosion von Leiterplatten zu entfernen. Backpulver enthält Natriumbikarbonat, das bei der Schmutz- und Staubsammlung von Leiterplatten wirkt und den Schmutz in kleine Partikel zerlegt.Die milden abrasiven Eigenschaften von Sodawasser können Korrosion ohne Nebenwirkungen beseitigen.

3.Deionisiertes Wasser

Wenn Sie eine Leiterplatte mit Wasser reinigen, müssen Sie darauf achten, dass diese frei von Verunreinigungen ist.Die Ionen in gewöhnlichem Wasser haben leitende Eigenschaften, die die Eigenschaften von Elektronen verringern. Gleichzeitig enthält entionisiertes Wasser keine schädlichen Verunreinigungen oder Ionen.

4. Destilliertes Wasser

Da es keine Ionen gibt, die Strom zu elektronischen Geräten leiten, übertrifft destilliertes Wasser jede andere Flüssigkeitsform beim Mischen von Reinigungslösungen. Destilliertes Wasser wird speziell behandelt, um schädliche Verunreinigungen zu entfernen, damit die Leiterplatte nicht beschädigt wird.

Es kann auch schnell durch Schmutz an den Händen oder in der Luft verunreinigt werden und muss bei Nichtgebrauch in verschlossenem destilliertem Wasser aufbewahrt und nicht mit bloßen Händen berührt werden.

5. Isopropylalkohol

Bei chemischen Reinigungsmitteln können Isopropylalkohol oder Reinigungsalkohol alle Arten von Schmutz, Ablagerungen, Flussmittel und Rost von der Leiterplatte entfernen.Isopropylalkohol ist ein guter PCB-Reiniger, da er günstig ist und schnell verdunstet.Im Vergleich zu anderen Reinigungsmitteln, die für ähnliche Zwecke verwendet werden, enthält Alkohol weniger Chemikalien.

Es ist wichtig, dass der zum Reinigen der Leiterplatte verwendete Isopropylalkoholgehalt 90 % oder mehr beträgt.Hohe Konzentrationen von Isopropylalkohol können bei Kontakt mit dem Körper schädliche Auswirkungen haben. Gehen Sie daher vorsichtig damit um und verwenden Sie Latexhandschuhe und Schutzbrillen.

Schritte zum Entfernen von Leiterplattenkorrosion

Nachdem Sie alle notwendigen Reinigungsmittel und Werkzeuge für die Arbeit mit der Platine vorbereitet haben, können Sie die folgenden Schritte befolgen, um die Korrosion auf der Platine zu beseitigen:

1. Schalten Sie zunächst die entsprechenden elektrischen Geräte oder Geräte und die Leiterplatte aus der Ferne ein, indem Sie alle Anschlüsse und die Stromversorgung trennen.

2. Zeichnen Sie das Layout und die Konfiguration der Leiterplatte auf. Beachten Sie dabei jedes Detail, da die Leiterplatte nach der Reinigung auch wieder zusammengebaut werden muss.

3. Bei der Verwendung des richtigen Werkzeugs müssen Sie anhand der Bedienungsanleitung die korrekte Verwendung des Werkzeugs überprüfen.

4.Verwenden Sie nach dem Entfernen der Platine eine Reinigungslösung wie Isopropylalkohol oder Backpulverlösung.

5. Tragen Sie es nun mit einem weichen Pinsel auf die Leiterplatte auf und tragen Sie es dann weiter auf, bis Rost und Staub weich sind.

6. Anschließend können Sie den Schmutz mit einer Bürste entfernen und anschließend mit destilliertem Wasser den verbleibenden Staub und die Korrosion entfernen.

7. Wenn auf der Platine immer noch starke Korrosion vorhanden ist, können Sie zusätzlich Isopropylalkohol auftragen, da dies ein stärkeres Mittel ist.

8. Reinigen Sie abschließend die Leiterplatte mit einem Mikrofaserteppich, trocknen Sie sie mit einem Lufttrockner und bauen Sie sie dann wieder in die elektrischen Geräte ein, um jegliche Korrosion zu entfernen.