Taal wijzigen
Introductie
Als je aan corrosie denkt, is roest een van de eerste dingen die waarschijnlijk in je opkomt - en je zou gelijk hebben. Corrosie kan echter ook tot andere problemen leiden, waardoor het nog belangrijker is om op de hoogte te zijn van enkele van de verschillende soorten corrosie-effecten.
Korte beschrijving van corrosie-PCB
Corrosie is het proces waarbij een materiaal zijn oorspronkelijke eigenschappen verliest door een chemische reactie met zijn omgeving. Corrosie op een printplaat geeft aan dat het koper begint te eroderen en wordt vervangen door andere materialen zoals koolstof of zuurstof.
Het corrosieproces kan een aantal problemen met elektronica veroorzaken, zoals kortsluiting, verminderde stroomcapaciteit en verhoogde elektrische weerstand. Dit wordt meestal veroorzaakt door oxidatie (roesten), hoewel er ook andere vormen van corrosie zijn die ontstaan door chemische interacties met componenten of andere materialen.
Corrosie PCB
Waarom gebeurt er corrosie in een printplaat?
Printplaten zijn gevoelig voor corrosie omdat ze uit verschillende componenten bestaan, waaronder koper , dat gemakkelijk reageert met water.
Andere elementen die corrosie in uw printplaten kunnen veroorzaken, zijn onder meer:
Elektrochemische migratie
Wanneer een stroom wordt toegepast op een geleider, creëert deze een elektrisch veld. Dit elektrische veld kan ervoor zorgen dat elektronen van de ene terminal van het circuit naar de andere stromen. Deze elektronen laten ionen of geladen deeltjes achter. De ionen worden aangetrokken door het oppervlak van de geleider en blijven eraan kleven, waardoor corrosie ontstaat.
Dit proces wordt elektrochemische migratie genoemd en vindt plaats wanneer er een elektrolyt aanwezig is (wat slechts een vloeistof is die elektriciteit geleidt). De meest voorkomende elektrolyt is water, maar andere vloeistoffen zoals zout water kunnen ook elektrolyten zijn.
Elektrochemische migratie
Stof
Stof kan corrosie veroorzaken doordat het als isolator fungeert tussen het koper en de beplating , wat leidt tot verlies van geleidbaarheid. Dit kan statische elektriciteit op uw printplaat veroorzaken, wat om allerlei redenen schadelijk is.
Vocht
Vocht dringt door in het metaal van een printplaat , waardoor een omgeving ontstaat die corrosie bevordert. Als het vocht niet wordt tegengehouden en andere delen van de printplaat bereikt, kan dit ernstige schade veroorzaken.
Vocht
Vochtigheid
De vochtigheid in de lucht kan ervoor zorgen dat de gebruikte materialen in een printplaat gaan oxideren. Deze oxidatie kan worden veroorzaakt door kleine hoeveelheden vocht die in de lucht aanwezig zijn, maar ook door waterdruppels die op het oppervlak van het bord zijn terechtgekomen.
Vochtigheid
Flux Residu
Dit is een bijproduct van het soldeerproces en blijft achter op de printplaat tijdens het drogen. Het bestaat meestal uit chemicaliën zoals borax, ammoniumchloride en loodacetaat. Deze chemicaliën tasten de koperen sporen op een printplaat aan, waardoor deze na verloop van tijd corroderen.
Flux Residu
Soorten corrosie-PCB's
Corrosie is een groot probleem in de elektronica-industrie, vooral als het gaat om printplaten. Het is belangrijk om de verschillende soorten corrosie te begrijpen die op uw printplaten kunnen voorkomen en welke maatregelen u kunt nemen om ze te voorkomen.
atmosferisch
Op het meest basale niveau is corrosie een chemische reactie tussen twee stoffen. Wanneer een materiaal zich verbindt met de zuurstof in de lucht, ontstaat er atmosferische corrosie. Dit kan een probleem zijn voor printplaten, omdat ze zijn gemaakt van koper, dat een uitstekende geleider van elektriciteit is en ook gevoelig is voor oxidatie.
Als er vocht aanwezig is, kan dit ook reageren met het koper en corrosie veroorzaken. Het resultaat van deze reacties is de vorming van een groenachtige substantie, Groene Roest genaamd, die langzaam de printplaat wegvreet.
Atmosferische corrosie
piekeren
Een vorm van elektrochemische corrosie die optreedt wanneer twee metalen oppervlakken met elkaar in contact komen en een van de metalen wordt blootgesteld aan een corrosieve omgeving.
De contactoppervlakken bestaan vaak uit twee verschillende metalen, zoals koper en staal, of koper en aluminium . In dit geval fungeert het stalen of aluminium oppervlak als anode en corrodeert het sneller dan het koperen oppervlak. Hierdoor ontstaat er een elektrische stroom van het koper naar het staal of aluminium, wat leidt tot de vorming van koperoxide op het oppervlak van de koperen printplaat.
Bijtende corrosie
galvanisch
Dit kan gebeuren door een draad of kabel, waarbij het ene uiteinde is aangesloten op de positieve pool en het andere uiteinde is aangesloten op de negatieve pool. De stroom zal van het ene uiteinde naar het andere vloeien, waardoor het ene uiteinde van de draad of kabel kan worden gecoat met anodische corrosie en de andere kant kan worden gecoat met kathodische corrosie.
Galvanische corrosie
Elektrolytisch
Elektrolytische corrosie treedt op wanneer een geïoniseerde substantie (elektrolyt) in contact wordt gebracht met twee elektroden - een positief geladen en een negatief geladen - en er gaat een elektrische stroom doorheen. De aanwezigheid van een elektrolyt verhoogt de snelheid waarmee elektrochemische reacties optreden; dit betekent dat het corrosieproces sneller verloopt dan anders het geval zou zijn.
Elektrolytische corrosie
Gelokaliseerde
Wanneer er een plaatselijke bron van corrosie is, kan dit leiden tot problemen met het circuit. Dit gebeurt meestal met componenten die zijn blootgesteld aan vocht.
Het eerste teken van plaatselijke corrosie is dat het onderdeel begint te verkleuren en een groene, bruine of rode laag krijgt. Hierdoor kan het er oud uitzien, maar wat nog belangrijker is, het kan ervoor zorgen dat het circuit uitvalt.
Gelokaliseerde corrosie
interkristallijn
Interkristallijne corrosie treedt op wanneer het metaal wordt blootgesteld aan een elektrolyt dat het metaal aan de korrelgrenzen kan aantasten. Dit type corrosie komt veel voor bij metalen met een laag smeltpunt en een hoge thermische geleidbaarheid.
Het probleem met interkristallijne corrosie is dat het lijkt op andere vormen van corrosie, dus het kan lastig zijn om te bepalen of je het hebt. Het verschijnt meestal als kleine putjes die minder dan 1 mm diep zijn. Deze putjes zijn ook vaak bedekt met een witte of grijsgroene poederachtige substantie. Deze poederachtige substantie is eigenlijk een oxide - een materiaallaag die ontstaat wanneer metaal roest.
Interkristallijne corrosie
Elektrolytische dendriet
Dit gebeurt wanneer twee of meer verschillende metalen zich dicht bij elkaar bevinden en er een elektrolyt (meestal water) aanwezig is. De elektrolyt kan ervoor zorgen dat de metalen met verschillende snelheden corroderen, wat resulteert in een reeks kleine boomachtige structuren die "dendrieten" worden genoemd.
Elektrolytische dendrietcorrosie
Spleet
Een vorm van corrosie die optreedt wanneer een kleine hoeveelheid vloeistof vast komt te zitten in een ruimte tussen twee metalen oppervlakken. De vloeistof kan water of een ander type vloeistof zijn, maar het moet aanwezig zijn en in voldoende hoeveelheid aanwezig zijn om corrosie te veroorzaken.
Spleetcorrosie treedt meestal op wanneer er een kleine opening is tussen twee elementen in een printplaat, zoals de draden van een geïntegreerde schakeling (IC) of andere componenten, zonder barrière om het binnendringen van vocht te voorkomen.
Spleetcorrosie
Draadvormig
In printplaten treedt een vorm van corrosie op die wordt veroorzaakt door vocht dat in de printplaat sijpelt. Daar vormt zich een dunne roestlaag op de koperen sporen en via's . De roest verspreidt zich van daaruit en vormt een draadachtig patroon.
Filiforme corrosie
Methoden voor het reinigen van corrosie-PCB's
Corrosie is een van de meest voorkomende problemen die printplaten kunnen aantasten. Het wordt veroorzaakt door een reactie tussen het koper en de zuurstof in de lucht, wat resulteert in de vorming van een dunne laag corrosie op het oppervlak van de plaat.
Deze laag kan op verschillende manieren worden verwijderd, waaronder:
Door perslucht
Het reinigen van gecorrodeerde printplaten met perslucht is een goede optie als u over een compressor beschikt of er een kunt huren. U moet wel lucht door de openingen van de printplaat kunnen blazen, dus het is vooral geschikt voor kleinschalige reiniging.
Zorg er ook voor dat je gefilterde perslucht gebruikt, omdat stofdeeltjes erin je board kunnen verstoppen en het schoonmaken moeilijker maken.
Door perslucht
Door Borstel
Borstelen is een gemakkelijke manier om corrosie van printplaten te verwijderen zonder de componenten op de printplaat te beschadigen. Het is ook niet duur, want alles wat je nodig hebt is een tandenborstel en wat water.
Als je veel PCB's hebt die schoongemaakt moeten worden, dan is het misschien de moeite waard om alleen voor dit doel in een speciale borstel te investeren (en misschien zelfs te overwegen om vervangende koppen aan te schaffen). Maar als je maar een paar planken hebt die moeten worden schoongemaakt, dan zou elke oude tandenborstel het prima moeten doen.
Door Borstel
Door huishoudelijke reinigingsoplossing
Zorg ervoor dat u een oplossing gebruikt die veilig is voor het materiaal van uw printplaat. Als het bijvoorbeeld van plastic is gemaakt, moet u alleen een oplossing gebruiken die veilig is voor plastic. Je wilt er ook zeker van zijn dat de oplossing niet te sterk of geconcentreerd is - je wilt net genoeg zodat het de corrosie effectief kan oplossen zonder je board te beschadigen.
Om de corrosie van uw printplaat te verwijderen, laat u deze eenvoudig ongeveer 15 minuten weken in de door u gekozen reinigingsoplossing. Haal het er vervolgens uit en veeg eventuele resterende corrosie weg met een doek of keukenpapier.
Door gedeïoniseerd water
Dit type water is water dat is ontdaan van alle ionen, inclusief natrium en chloride. Hierdoor zit er geen zout meer in het water. Dit soort water is perfect voor het verwijderen van corrosie van printplaten, omdat het geen residu achterlaat of vast komt te zitten in scheuren, wat verdere schade kan veroorzaken.
Dit water heeft een pH van 7 en bevat geen minerale ionen, waardoor het geen verdere corrosie veroorzaakt wanneer het op je board wordt aangebracht. Je kunt dit water met een luchtcompressor of een andere sproeier op het bord spuiten.
Door gedeïoniseerd water
Door Baking Soda
Als je corrosie van een printplaat wilt verwijderen, probeer dan zuiveringszout. Dit is alkalisch dat kan helpen bij het verwijderen van corrosie van het oppervlak van de printplaat. Bovendien helpt het om eventueel zuur in de bijtende oplossing te neutraliseren.
Per handdoek
We raden aan om te proberen een handdoek te gebruiken om de corrosie weg te vegen. U kunt een microvezeldoek of zelfs een gewone oude vaatdoek gebruiken om vuil of roet voorzichtig weg te wrijven rond het gebied waar de corrosie is opgetreden. Zorg ervoor dat je niet te hard wrijft - je wilt je board niet beschadigen!
Per handdoek
Door Oven
Een andere mogelijkheid is om een ovenreiniger op je bord te gebruiken. Deze methode werkt goed als er alleen lichte corrosie op je planken zit en ze niet te beschadigd zijn door waterschade of andere problemen zoals elektrische kortsluiting. Het nadeel van deze methode is dat het langer kan duren dan andere opties, omdat er meer tijd nodig is om te drogen voordat je het weer kunt gebruiken.
Door Oven
Manieren voorkomen corrosie PCB
Voorkomen is beter dan genezen. Hier zijn enkele manieren om corrosie in uw printplaten te voorkomen:
Gecontroleerde lamineerprocedure
Een van de beste manieren om corrosie in printplaten te voorkomen, is door een gecontroleerd lamineerproces toe te passen. Bij deze procedure worden alle lagen van de printplaat in één keer gelamineerd, waardoor een luchtdichte afsluiting tussen de lagen ontstaat. Deze luchtdichte afsluiting voorkomt dat water de printplaat binnendringt en corrosie veroorzaakt.
De gecontroleerde lamineerprocedure kan worden gebruikt voor enkelzijdige of dubbelzijdige platen. Bij enkelzijdige platen is één zijde aan beide zijden voorzien van een kleeflaag, zodat deze met een andere materiaallaag kan worden gelamineerd. Dubbelzijdige platen hebben slechts aan één zijde een kleeflaag, waardoor ze met een andere materiaallaag of met zichzelf kunnen worden gelamineerd.
Passend soldeermasker
Om corrosie in printplaten te voorkomen is het belangrijk om een geschikt soldeermasker te gebruiken.
Een soldeermasker is een beschermende laag die de koperen sporen van een printplaat bedekt en beschermt tegen corrosie door omgevingsinvloeden. Het wordt meestal gemaakt van een epoxyhars of een lakachtige verf.
Gemaasde koperen vlakken
Een vermaasd koperen vlak is een laag koper die door het midden van een printplaat loopt. Deze laag helpt oxidatie op het oppervlak van het bord te voorkomen en fungeert ook als koellichaam om warmte van componenten af te voeren.
ESD-tassen voor opslag
Een ESD-tas is een speciaal ontworpen opbergdoos die de opbouw van elektrostatische lading op uw printplaten voorkomt. Als een printplaat een elektrische lading heeft, trekt deze andere elektronen aan, wat corrosie kan veroorzaken. Een ESD-zak kan dit voorkomen door de stroom van elektronen te blokkeren, zodat ze zich niet op uw printplaten kunnen ophopen.
ESD-tassen
Micro-inkapseling
Bij de productie van een printplaat (PCB) wordt deze voorzien van een laklaag die het circuit beschermt tegen oxidatie en andere vormen van corrosie. Deze beschermende laag wordt een "coating" genoemd en kan gemaakt zijn van verschillende materialen, zoals epoxyhars en siliconenrubber.
Deze coating gaat echter maar ongeveer 10 jaar mee voordat hij begint te slijten en niet meer effectief is in het beschermen van de printplaat tegen beschadiging. Micro-inkapseling zorgt voor een verbeterde vorm van bescherming door meerdere lagen beschermende coating over elkaar aan te brengen in plaats van slechts één enkele laag zoals traditionele coatings.
Thermische overgieting
Het is een proces waarbij hitte en druk worden gebruikt om een dunne, flexibele coating op het oppervlak van printplaten aan te brengen. Dit proces houdt in dat een thermoplastisch materiaal op het oppervlak van een printplaat wordt aangebracht. Het plastic wordt vervolgens verwarmd en rond de printplaat gevormd.
Conforme coating
Een conforme coating is een type coating dat wordt gebruikt om de kwaliteit en integriteit van printplaten te beschermen. Het is een dunne film die over het oppervlak van een object wordt aangebracht om het te beschermen tegen vocht, corrosie en andere factoren die de kwaliteit ervan kunnen aantasten.
Conforme coatings zijn vooral belangrijk voor printplaten omdat ze hun functie in een breed scala van omgevingen behouden. Ze kunnen worden aangebracht op zowel blootgestelde als niet-blootgestelde gebieden en beschermen tegen schade door water, vochtigheid, luchtverontreiniging, temperatuurveranderingen of andere factoren.
Bakken
Dit is een methode om de printplaat te drogen nadat deze is vervaardigd. Dit wordt gedaan door het bord op te warmen en het een bepaalde tijd op die temperatuur te laten staan. Dit proces verwijdert eventueel aanwezig vocht op de plaat en helpt later corrosie te voorkomen.
Oppervlakte die eindigen
Oppervlaktebehandeling is een belangrijk onderdeel van het productieproces van printplaten. Het is essentieel om ervoor te zorgen dat het oppervlak van uw printplaten vrij is van verontreinigingen die corrosie kunnen veroorzaken. Dit proces kan ook bijdragen aan betere prestaties van uw circuits door ze beter bestand te maken tegen hitte, vocht en andere omgevingsfactoren.
Dit zijn veelvoorkomende soorten oppervlakteafwerkingen die worden gebruikt om corrosie van PCB's te voorkomen:
Oppervlakte die eindigen
Conclusie
Het kan teleurstellend en lastig zijn om corrosie op uw printplaat te vinden die niet alleen de esthetiek van uw werk aantast, maar ook de functionaliteit ervan aantast. Corrosie treedt meestal na een tijdje op, afhankelijk van hoe u uw printplaten opbergt of dat u ze op de juiste manier geeft. Als een printplaat bijvoorbeeld bij regen buiten blijft staan en niet wordt beschermd, bestaat de kans dat deze gaat roesten.
