סוגים, ניקוי ומניעה למניעת קורוזיה PCB

מבוא

כשאתה חושב על קורוזיה, אחד הדברים הראשונים שכנראה עולים בראש הוא חלודה - ואתה צודק. עם זאת, קורוזיה יכולה להוביל גם לבעיות אחרות, מה שהופך את זה אפילו יותר חשוב להיות מודע לכמה מהסוגים השונים של השפעות קורוזיה.

תיאור קצר של PCB קורוזיה

קורוזיה היא התהליך שבו חומר מאבד את תכונותיו המקוריות עקב תגובה כימית עם סביבתו. קורוזיה במעגל מודפס מצביעה על כך שהנחושת החלה להישחק ומוחלפת בחומרים אחרים כמו פחמן או חמצן.

תהליך הקורוזיה עלול לגרום למספר בעיות עם אלקטרוניקה, כגון קצר חשמלי, מופחת נוֹכְחִי קיבולת, והתנגדות חשמלית מוגברת. זה מיוצר לרוב על ידי חמצון (חלודה), אם כי יש צורות אחרות של קורוזיה הנוצרות על ידי אינטראקציות כימיות עם רכיבים או חומרים אחרים.

PCB קורוזיה

PCB קורוזיה

מדוע קורוזיה מתרחשת ב-PCB?

PCBs נוטים לקורוזיה מכיוון שהם מורכבים ממגוון רכיבים, כולל נחושת, אשר יוצר אינטראקציה בקלות עם מים.

אלמנטים אחרים שעלולים לגרום לקורוזיה במעגלים המודפסים שלך כוללים:

הגירה אלקטרוכימית

כאשר מופעל זרם על מוליך, הוא יוצר שדה חשמלי. שדה חשמלי זה יכול לגרום לאלקטרונים לזרום ממסוף אחד של המעגל למשנהו. אלקטרונים אלה משאירים אחריהם יונים או חלקיקים טעונים. היונים נמשכים אל פני השטח של המוליך ונדבקים אליו וגורמים לקורוזיה.

תהליך זה נקרא הגירה אלקטרוכימית, והוא קורה בכל פעם שיש אלקטרוליט (שהוא רק נוזל שמוליך חשמל). האלקטרוליט הנפוץ ביותר הוא מים, אך נוזלים אחרים כמו מי מלח יכולים להיות גם אלקטרוליטים.

הגירה אלקטרוכימית

הגירה אלקטרוכימית

אָבָק

אבק יכול לגרום לקורוזיה בכך שהוא פועל כמבודד בין הנחושת לבין צפוי, מה שיגרום לאובדן מוליכות. זה יכול להוביל להצטברות סטטית על ה-PCB שלך, וזה רע מכל מיני סיבות.

לחות

לחות חודרת אל מתכת של לוח מעגלים מודפס, יצירת מצב תורם לקורוזיה. אם הלחות אינה מסומנת ומאפשרת לה להיכנס לחלקים אחרים של המעגל, היא עלולה לגרום לנזק חמור.

לחות

לחות

לחות

הלחות באוויר עלולה לגרום לחומרים המשמשים במעגל מודפס להתחמצן. חמצון זה יכול להיגרם על ידי כמויות קטנות של לחות שנמצאות באוויר, כמו גם על ידי טיפות מים שנחתו על פני הלוח.

לחות

לחות

שאריות שטף

זהו תוצר לוואי של תהליך הלחמה ונשאר מאחור על המעגל בזמן שהוא מתייבש. זה מורכב בדרך כלל מכימיקלים כגון בורקס, אמוניום כלוריד ואצטאט עופרת. כימיקלים אלה שוחקים את עקבות הנחושת על לוח מעגלים מודפס, מה שגורם להם לשחית לאורך זמן.

שאריות שטף

שאריות שטף

סוגי PCB קורוזיה

קורוזיה היא עניין מרכזי בתעשיית האלקטרוניקה, במיוחד כאשר אתה עוסק במעגלים מודפסים. חשוב להבין את סוגי הקורוזיה השונים שיכולים להתרחש על המעגלים שלך, ואילו אמצעים אתה יכול לנקוט כדי למנוע אותם.

אטמוספרה

ברמה הבסיסית ביותר, קורוזיה היא תגובה כימית בין שני חומרים. כאשר חומר מתחבר עם החמצן באוויר, מתפתחת קורוזיה אטמוספרית. זה יכול להדאיג לוחות מעגלים מודפסים מכיוון שהם מיוצרים מנחושת, שהיא מוליך גדול של חשמל וגם נוטה לחמצון.

אם ישנה לחות, היא גם עלולה להגיב עם הנחושת ולגרום לקורוזיה. התוצאה של תגובות אלו היא היווצרות של חומר ירקרק בשם ירוק חלודה אשר אוכל לאט את המעגל המודפס.

קורוזיה אטמוספרית

קורוזיה אטמוספרית

מקשה

צורה של קורוזיה אלקטרוכימית המתרחשת כאשר שני משטחי מתכת נמצאים במגע זה עם זה, ואחת המתכות נתונה לסביבה קורוזיבית.

המשטחים במגע הם לרוב שתי מתכות שונות כגון נחושת ופלדה, או נחושת ו אלומיניום. במקרה זה, משטח הפלדה או האלומיניום פועל כאנודה ומחליד בקצב מהיר יותר ממשטח הנחושת. זה גורם לזרם חשמלי לזרום מהנחושת לפלדה או לאלומיניום, וכתוצאה מכך להיווצרות תחמוצת נחושת על פני השטח של מעגל הנחושת.

קורוזיה עצבנית

קורוזיה עצבנית

גלוונית

זה יכול לקרות בגלל חוט או כבל, כאשר קצה אחד מחובר למסוף החיובי והקצה השני מחובר למסוף השלילי. הזרם יזרום מקצה אחד למשנהו, ויאפשר לקצה אחד של החוט או הכבל להיות מצופה בקורוזיה אנודית והצד השני יהיה מצופה בקורוזיה קתודית.

קורוזיה גלווני

קורוזיה גלווני

אלקטרוליטית

קורוזיה אלקטרוליטית מתרחשת כאשר חומר מיונן (אלקטרוליט) מונח במגע עם שתי אלקטרודות - אחת טעונה חיובית ואחת טעונה שלילי - וזרם חשמלי עובר דרכן. נוכחות אלקטרוליט מגבירה את הקצב שבו מתרחשות תגובות אלקטרוכימיות; המשמעות היא שתהליך הקורוזיה מתרחש מהר יותר ממה שהיה קורה אחרת.

קורוזיה אלקטרוליטית

קורוזיה אלקטרוליטית

מקומי

כאשר יש מקור מקומי של קורוזיה, זה יכול להוביל לבעיות במעגל. זה קורה בדרך כלל עם רכיבים שנחשפו ללחות.

הסימן הראשון לקורוזיה מקומית הוא שהרכיב מתחיל להכתים ולפתח ציפוי ירוק, חום או אדום. זה יכול לגרום לו להיראות ישן, אבל חשוב מכך, זה יכול לגרום למעגל להיכשל.

קורוזיה מקומית

קורוזיה מקומית

בין גרגירי

קורוזיה בין-גרנולרית מתרחשת כאשר המתכת נחשפת לאלקטרוליט שיכול לתקוף את המתכת בגבולות התבואה שלה. סוג זה של קורוזיה נפוץ במתכות בעלות נקודות התכה נמוכות ומוליכות תרמית גבוהה.

הבעיה עם קורוזיה בין-גרגירית היא שזה נראה כמו סוגים אחרים של קורוזיה, אז זה יכול להיות מסובך לדעת אם יש לך את זה. זה בדרך כלל מופיע בתור בורות זעירים שעומקם פחות מ-1 מ"מ. בורות אלו מכוסים לעתים קרובות גם בחומר אבקתי לבן או אפרפר-ירוק. החומר האבקתי הזה הוא למעשה תחמוצת - שכבת חומר שנוצרת כאשר מתכת מחלידה.

קורוזיה בין-גרגירית

קורוזיה בין-גרגירית

דנדריט אלקטרוליטי

זה קורה כאשר שתי מתכות שונות או יותר נמצאות בסמיכות זו לזו, וקיים אלקטרוליט (בדרך כלל מים). האלקטרוליט עלול לגרום למתכות להחליד בקצבים שונים, וכתוצאה מכך לסדרה של מבנים זעירים דמויי עץ הנקראים "דנדריטים".

קורוזיה דנדריט אלקטרוליטית

קורוזיה דנדריט אלקטרוליטית

סדק

סוג של קורוזיה המתרחש כאשר כמות קטנה של נוזל כלואה בחלל בין שני משטחי מתכת. הנוזל עשוי להיות מים או כל סוג אחר של נוזל, אך הוא חייב להיות קיים וקיים בכמות מספקת כדי לגרום לקורוזיה.

קורוזיה של חריצים מתרחשת לרוב כאשר יש מרווח קטן בין שני אלמנטים במעגל מעגלים כגון מובילים של מעגל משולב (IC) או רכיבים אחרים, ללא מחסום למניעת כניסת לחות.

קורוזיה של חריצים

קורוזיה של חריצים

פיליפורם

סוג של קורוזיה מתרחש במעגלים מודפסים הנגרמת מחדירת לחות לתוך הלוח, שם היא יוצרת שכבה דקה של חלודה על עקבות נחושת דרכים. החלודה מתפשטת משם, וגורמת לתבנית "פיליפורמית".

קורוזיה פיליפורמית

קורוזיה פיליפורמית

שיטות לניקוי PCB קורוזיה

קורוזיה היא אחת הבעיות הנפוצות ביותר שיכולות להשפיע על לוחות מעגלים מודפסים. היא נגרמת מתגובה בין הנחושת לחמצן באוויר, הגורמת להיווצרות שכבה דקה של קורוזיה על פני הלוח.

ניתן להסיר שכבה זו בכל אחת מכמה שיטות שונות, כולל:

באמצעות אוויר דחוס

שימוש באוויר דחוס לניקוי לוחות מודפסים קורוזיה היא אפשרות טובה אם יש לך גישה למדחס, או אם אתה יכול לשכור אחד. תצטרך להיות מסוגל לנשוף אוויר דרך החורים של המעגל שלך, כך שהוא מתאים ביותר לניקוי בקנה מידה קטן.

כמו כן, תרצה לוודא שאתה משתמש באוויר דחוס מסונן, מכיוון שכל חלקיקי אבק בו עלולים לסתום את הלוח שלך ולהקשות על הניקוי.

באמצעות אוויר דחוס

באמצעות אוויר דחוס

לפי מברשת

הברשה היא דרך קלה להסיר קורוזיה ממעגלים מודפסים מבלי לפגוע באף אחד מהרכיבים על הלוח. זה גם לא יקר מכיוון שכל מה שאתה צריך זה מברשת שיניים וקצת מים.

אם יש לכם הרבה PCB שצריכים ניקוי, אז אולי כדאי להשקיע במברשת ייעודית למטרה זו בלבד (ואולי אפילו לשקול לקנות כמה ראשים חלופיים). אבל אם יש לך רק כמה לוחות שצריכים ניקוי, אז כל מברשת שיניים ישנה אמורה להסתדר מצוין.

לפי מברשת

לפי מברשת

על ידי פתרון ניקוי ביתי

ודא שאתה משתמש בפתרון בטוח עבור החומר של המעגל המודפס שלך. לדוגמה, אם הוא עשוי מפלסטיק, אז אתה צריך להשתמש רק בתמיסה בטוחה לפלסטיק. אתה גם רוצה לוודא שהתמיסה לא חזקה או מרוכזת מדי - אתה רוצה מספיק כדי שהיא תוכל להמיס את הקורוזיה ביעילות מבלי לפגוע בלוח שלך.

כדי לנקות את הקורוזיה מהמעגל המודפס, פשוט השרו אותו בתמיסת הניקוי שבחרת למשך כ-15 דקות. לאחר מכן הוציאו אותו ונגבו את כל שאר הקורוזיה בעזרת סמרטוט או מגבת נייר.

על ידי מים מופלים

סוג זה של מים הוא מים שהופשטו מכל היונים, כולל נתרן וכלוריד. זה אומר שלא נשאר מלח במים. מים מסוג זה מושלמים לניקוי קורוזיה ממעגלים מודפסים מכיוון שהם אינם משאירים אחריהם שאריות או נתקעים בסדקים כלשהם, מה שעלול לגרום לנזק נוסף.

למים אלה יש pH של 7 ואינם מכילים יונים מינרליים, כך שהם לא יגרום לקורוזיה נוספת כאשר מורחים אותם על הלוח שלך. אתה יכול לרסס מים אלה על הלוח עם מדחס אוויר או מרסס אחר.

על ידי מים מופלים

על ידי מים מופלים

על ידי סודה לשתייה

אם אתה רוצה לנקות קורוזיה ממעגל מודפס, נסה סודה לשתייה. זהו אלקליין שיכול לסייע בהסרת קורוזיה מפני השטח של ה-PCB. בנוסף, זה יעזור לנטרל כל חומצה הקיימת בתמיסה המאכלת.

לפי מגבת

אנו ממליצים לנסות להשתמש במגבת כדי לנגב את הקורוזיה. אתה יכול להשתמש במטלית מיקרופייבר או אפילו רק במגבת כלים ישנה רגילה כדי לשפשף בעדינות כל לכלוך או לכלוך מהאזור שבו התרחשה הקורוזיה. הקפד לא לשפשף חזק מדי - אתה לא רוצה לשרוט את הלוח שלך!

לפי מגבת

לפי מגבת

לפי תנור

אפשרות נוספת היא שימוש בחומר ניקוי לתנור על הלוח שלך. שיטה זו עובדת היטב אם יש רק קורוזיה קלה על הלוחות שלך והם לא פגומים מדי מנזקי מים או בעיות אחרות כמו קצרים חשמליים. החיסרון של שיטה זו הוא שהיא עשויה להימשך זמן רב יותר מאפשרויות אחרות, מכיוון שנדרש יותר זמן לייבוש לפני שתוכל להשתמש בה שוב.

לפי תנור

לפי תנור

דרכים למנוע קורוזיה PCB

המניעה עדיפה על תרופה. הנה כמה דרכים למנוע קורוזיה במעגלים המודפסים שלך:

הליך למינציה מבוקר

אחת הדרכים הטובות ביותר למנוע קורוזיה במעגלים מודפסים היא להשתמש בהליך למינציה מבוקר. בהליך זה, כל ה שכבות הלוח משולבים יחד בבת אחת, מה שיוצר אטימה אטומה בין השכבות. האיטום האטום מונע ממים להיכנס ללוח ולגרום לקורוזיה.

ניתן להשתמש בהליך הלמינציה המבוקר חד צדדי or דו צדדי לוחות. עם לוחות חד-צדדיים, בצד אחד יהיה דבק משני הצדדים כך שניתן יהיה למינציה בשכבת חומר נוספת. ללוחות דו-צדדיים יש דבק רק בצד אחד, כך שהם יכולים להיות למינציה עם שכבת חומר נוספת או עם עצמם.

מסיכת הלחמה מתאימה

כדי למנוע קורוזיה במעגלים מודפסים, חשוב להשתמש במסכת הלחמה מתאימה.

A מסכת ריתוך היא שכבת הגנה המכסה את עקבות הנחושת של PCB ומגינה עליהם מפני קורוזיה הנגרמת על ידי הסביבה. זה נעשה בדרך כלל באמצעות חומר אפוקסי או צבע על בסיס לכה.

מטוסי נחושת מרושתים

מישור נחושת מרושת הוא שכבת נחושת העוברת באמצע מעגל מודפס. שכבה זו מסייעת במניעת חמצון על פני הלוח ומשמשת גם כגוף קירור לפיזור חום הרחק מהרכיבים.

שקיות ESD לאחסון

שקית ESD היא מיכל אחסון שתוכנן במיוחד המונע הצטברות של מטען אלקטרוסטטי על המעגלים שלך. אם ללוח יש מטען חשמלי, הוא ימשוך אלקטרונים אחרים, מה שעלול לגרום לקורוזיה. שקית ESD יכולה למנוע זאת על ידי חסימת זרימת האלקטרונים, כך שהם לא יכולים להצטבר על המעגלים שלך.

תיקי ESD

תיקי ESD

מיקרו-אנקפסולציה

כאשר מייצרים לוח מעגלים מודפסים (PCB), הוא מצופה בשכבת לכה המגנה על המעגל מפני חמצון וצורות אחרות של קורוזיה. שכבת הגנה זו נקראת "ציפוי" וניתן ליצור אותה מחומרים שונים כגון שרף אפוקסי וגומי סיליקון.

עם זאת, ציפוי זה מחזיק מעמד רק כ-10 שנים לפני שהוא מתחיל להתבלות ולהיות לא יעיל בהגנה על ה-PCB מפני נזק. מיקרו-אנקפסולציה מספקת צורה משופרת של הגנה על ידי מריחת מספר שכבות של ציפוי מגן זו על גבי זו במקום שכבה אחת בלבד כמו ציפויים מסורתיים.

יציקת יתר תרמית

זה תהליך שמשתמש בחום ולחץ כדי ליצור דק, גמיש ציפוי על פני המעגלים המודפסים שלך. תהליך זה כולל מריחת חומר תרמופלסטי על פני השטח של PCB. לאחר מכן הפלסטיק מחומם ויצוק סביב ה-PCB.

ציפוי קונפורמי

סוג של ציפוי המשמש להגנה על איכות ושלמות של מעגלים מודפסים. ציפוי קונפורמי הוא דק סרט צילום שעובר על פני השטח של חפץ כדי לאטום אותו מפני לחות, קורוזיה וגורמים אחרים שעלולים לפגוע באיכותו.

ציפויים קונפורמיים חשובים במיוחד עבור מעגלים מודפסים מכיוון שהם מאפשרים להם לשמור על תפקודם במגוון רחב של סביבות. ניתן ליישם אותם על אזורים חשופים וגם על אזורים שאינם חשופים ולהגן מפני נזקים ממים, לחות, זיהום אוויר, שינויי טמפרטורה או גורמים אחרים.

אפיה

זוהי שיטה לייבוש לוח ה-PCB לאחר ייצורו. זה נעשה על ידי חימום הלוח ומתן לו לשבת בטמפרטורה זו למשך פרק זמן מסוים. תהליך זה מסיר כל לחות שעלולה להיות קיימת על הלוח ומסייע במניעת התרחשות קורוזיה בהמשך.

משטח גמר

משטח גמר מהווה חלק חשוב מתהליך הייצור בכל הנוגע למעגלים מודפסים. יש צורך להבטיח כי פני השטח של ה-PCB שלך נקיים מכל זיהום שעלול לגרום לקורוזיה. תהליך זה יכול גם לעזור לך להשיג ביצועים טובים יותר במעגלים שלך על ידי הפיכתם לעמידים יותר בפני חום, לחות וגורמים סביבתיים אחרים.

אלה הם סוגי גימור משטח נפוצים המשמשים כדי למנוע PCB קורוזיה:

משטח גמר

משטח גמר

סיכום

זה יכול להיות מאכזב ובעייתי למצוא קורוזיה על ה-PCB שלך שלא רק מפחיתה מהאסתטיקה של העבודה שלך אלא גם משפיעה על הפונקציונליות שלה. קורוזיה מתרחשת בדרך כלל לאחר זמן מה, תלוי איך אתה מאחסן את המעגלים שלך או אם אתה נותן אותם כמו שצריך. לדוגמה, אם PCB נשאר בחוץ בזמן הגשם ואינו מוגן, קיימת אפשרות שהוא יעבור קורוזיה.

עדכן העדפות קובצי Cookie
גלול למעלה