Будучи основным компонентом, печатная плата, подвергшаяся коррозии, станет причиной нарушений передачи сигнала, коротких замыканий и других неисправностей, что серьезно сократит срок службы оборудования. Коррозия печатных плат вызвана действием множества факторов. Понимание механизма коррозии и принятие целенаправленных профилактических мер имеют решающее значение для обеспечения надежности и стабильности печатных плат.
1. Анализ причин коррозии печатных плат.
Коррозия печатных плат в основном вызвана факторами окружающей среды и свойствами собственных материалов. Влажная среда является одним из «виновников», вызывающих коррозию. Вода в воздухе конденсируется в водяную пленку на поверхности печатной платы. При наличии на плате металлических проводников водная пленка образует с металлом среду электрохимической коррозии. Если в воздухе содержатся агрессивные газы, такие как сульфиды и хлориды, эти газы растворяются в пленке воды и ускоряют процесс коррозии металлов. Кроме того, материалы, используемые в процессе изготовления печатных плат, такие как медная фольга, припой и т. д., если их чистота невысока или плохая обработка поверхности, также снижают их коррозионную стойкость. Например, плохо защищенные медные линии склонны к сульфидной коррозии во влажной и -содержащей серу среде, что приводит к повышенному сопротивлению и даже поломке линий.
2. Применение защитных материалов
(1) Три стойких лакокрасочных покрытия
Трехстойкая краска (влаго-стойкая, против плесени и против солевого тумана) – это широко используемый материал для предотвращения коррозии печатных плат. Путем распыления, погружения или нанесения кистью на поверхности печатной платы образуется плотная защитная пленка для изоляции влаги, агрессивных газов и контакта с печатной платой. Полиуретановая трехслойная краска обладает хорошей износостойкостью и гибкостью, подходит для печатных плат электронных устройств, требующих частой вибрации, таких как печатные платы автомобильных электронных блоков управления; Акриловая трехстойкая краска имеет быструю скорость высыхания и низкую стоимость и обычно используется для защиты обычных печатных плат бытовой электроники. После нанесения трехслойной краски коррозионная стойкость печатной платы может быть значительно улучшена, а срок службы в суровых условиях может быть продлен в 2-3 раза.
(2) Нанопокрытие
С развитием технологии материалов нанопокрытия постепенно применяются для защиты печатных плат. Размер молекулярных частиц нанопокрытий чрезвычайно мал, и они могут проникать в крошечные поры на поверхности печатных плат, образуя более однородную, тоньше и прочную защитную пленку. Графеновое нанопокрытие обладает превосходной химической стабильностью и проводимостью, что не только эффективно предотвращает коррозию, но также в определенной степени улучшает характеристики рассеивания тепла и способность к электромагнитному экранированию печатных плат. Он подходит для электронных устройств высокого-класса с чрезвычайно высокими требованиями к производительности, таких как печатные платы для аэрокосмической отрасли и высокопроизводительные серверные платы-производительности.
3. Оптимизация производственного процесса
(1) Улучшение процесса обработки поверхности
Процесс обработки поверхности печатных плат оказывает существенное влияние на их устойчивость к коррозии. При использовании процесса химического никелирования золотом на поверхность печатной платы сначала наносится слой никеля, а затем слой золота, который может эффективно изолировать воздух и влагу и предотвратить окисление основного металла. Слой никеля обладает хорошей износостойкостью и коррозионной стойкостью, а слой золота обладает стабильными химическими свойствами и может противостоять коррозии под воздействием различных химических веществ. По сравнению с традиционным процессом выравнивания горячим воздухом, поверхность печатной платы, обработанная методом химического никелирования, более гладкая, с лучшей паяемостью и значительно улучшенной коррозионной стойкостью.
(2) Процесс запечатывания и упаковки
Для печатных плат, используемых в экстремальных условиях, например в глубоководном-оборудовании для разведки и оборудовании химического производства, эффективной мерой защиты является использование технологии герметичной упаковки. Размещение печатной платы в герметичном металлическом или пластиковом корпусе и заполнение ее теплопроводным герметиком может не только предотвратить проникновение агрессивных веществ извне, но также выполнять функции ударостойкости и отвода тепла. Для герметизации обычно используется герметик на основе эпоксидной смолы, который обладает хорошей изоляцией, стойкостью к химической коррозии и механической прочностью и может обеспечить комплексную защиту печатных плат.
4. Используйте экологический контроль
(1) Регулирование температуры и влажности
Поддержание стабильной температуры и влажности при использовании печатных плат может эффективно снизить риск коррозии. Установите оборудование для контроля температуры и влажности в помещениях с электронным оборудованием, центрах обработки данных и других местах для контроля температуры окружающей среды на уровне 20-25 градусов и относительной влажности на уровне 40–60%. Стабильная температура и влажность окружающей среды могут уменьшить конденсацию водяного пара на поверхности печатных плат и подавить возникновение электрохимической коррозии.
(2) Очистка воздуха
Крайне важно очищать воздух в средах с высокой концентрацией агрессивных газов, например, вблизи химических заводов и прибрежных зон. Установите воздушные фильтры для фильтрации агрессивных газов, таких как сульфиды и хлориды, в воздухе; Используйте оборудование для очистки воздуха, чтобы удалить частицы пыли из окружающей среды и избежать ускорения коррозии печатной платы после того, как пыль впитает влагу. Кроме того, в закрытой среде можно использовать защиту азота для замены кислорода и влаги в воздухе, создавая среду с низким содержанием кислорода и сухую среду, что еще больше повышает коррозионную стойкость печатной платы.