如何清除电路板上的锈蚀

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最后更新2024-09-06

电路板腐蚀

在错综复杂的电子世界中,印刷电路板(PCB)是我们日常依赖的无数设备的支柱。这些由导电通路和元件组成的复杂网络是工程技术的奇迹,但它们也面临着一个顽固的敌人:腐蚀。印刷电路板上金属元件的逐渐退化会导致设备故障、性能降低,最终导致失效。随着我们对电子设备的依赖与日俱增,了解如何有效清洁和防止电路板腐蚀变得越来越重要。

印刷电路板上的腐蚀不仅仅是一个外观问题,它还严重威胁着电子设备的功能和使用寿命。从智能手机到工业控制系统,腐蚀的影响可能是深远而昂贵的。本文将深入探讨印刷电路板腐蚀的复杂性,探讨其原因、类型以及最重要的如何有效解决。我们将探讨腐蚀背后的科学原理、清洁受影响电路板的工具和技术,以及防止未来损坏的策略。

什么是 PCB 腐蚀

印刷电路板腐蚀是一种复杂的电化学过程,当印刷电路板的金属元件与周围环境发生反应时,就会导致导电通路的退化和电子设备的潜在故障。腐蚀的核心是氧化,即金属原子在电解质(通常是水或空气中的水分)的作用下失去电子变成氧分子的化学反应。

印刷电路板的腐蚀过程特别隐蔽,因为在某些条件下,腐蚀几乎是在不知不觉中开始的,而且会迅速发展。当氧气与电路板上的金属表面结合时,就会产生金属氧化物,也就是通常所说的锈。这种氧化过程会导致金属剥落,损害对电路板功能至关重要的导电线路和焊点的完整性。

印刷电路板腐蚀的最大影响之一是导电性能的丧失。随着腐蚀的发展,受影响线路的电阻会增大,导致信号传播速度减慢,工作速度降低。在严重的情况下,腐蚀会导致导电通路完全断裂,造成开路和设备故障。此外,腐蚀产物的积累会桥接相邻的迹线,有可能造成短路,进一步损坏电路板或连接的元件。

值得注意的是,并非所有用于印刷电路板制造的金属都同样容易受到腐蚀。金和银等贵金属具有很强的抗腐蚀性,这也是它们常用于关键连接或作为保护电镀层的原因。铜是印刷电路板迹线最常用的材料,在正常条件下相对耐腐蚀,但在恶劣环境中或暴露于某些污染物时会迅速降解。印刷电路板上常见的其他金属,如焊点中的铅或电镀中的镍,具有不同程度的耐腐蚀性。

腐蚀对电子设备的影响是深远的。随着腐蚀的发展,设备可能会出现间歇性故障、性能下降或完全失灵。在医疗设备或航空电子设备等敏感应用中,即使是轻微的腐蚀也会造成严重后果。PCB 腐蚀造成的经济损失也是巨大的,各行各业每年都要在腐蚀预防和修复上花费数十亿美元。

要了解印刷电路板的腐蚀情况,需要考虑各种因素,包括电路板制造中使用的材料、环境条件和污染物的存在。湿度、温度波动和接触腐蚀性物质都会加速腐蚀过程。此外,制造缺陷(如不完全的阻焊覆盖或残留的助焊剂)也会造成薄弱环节,使印刷电路板更容易受到腐蚀。

多氯联苯腐蚀的类型

多氯联苯腐蚀的表现形式多种多样,每种腐蚀都有其独特的特点和挑战:

大气腐蚀

大气腐蚀是印刷电路板最常见的降解形式,当金属元件暴露在空气中的湿气和氧气中时就会发生。这种腐蚀对 PCB 设计中无处不在的铜迹线尤为严重。腐蚀过程首先是在金属表面形成一层薄薄的湿气膜,起到电解质的作用。然后,氧气通过这层薄膜扩散,与金属发生反应形成氧化物。

就铜而言,最初的腐蚀产物通常是氧化铜(I)(Cu2O),呈红褐色。随着时间的推移,它会进一步氧化成黑色的氧化铜(II)(CuO)。虽然这些氧化层可以在一定程度上防止进一步腐蚀,但它们也会增加电阻,并可能导致连接问题。

高湿度、温度波动和空气污染物等环境因素会加剧大气腐蚀。例如,在沿海地区,空气中的含盐量会大大加快腐蚀速度。二氧化硫或其他腐蚀性气体含量较高的工业环境也会对多氯联苯构成重大风险。

电化腐蚀

当两种不同的金属在电解质的存在下发生电接触时,就会产生电化学腐蚀。这种腐蚀在电路板设计中尤为隐蔽,因为即使电路板没有通电,它也会发生。金属之间的电化学电位差会形成一个电偶电池,其中较活泼的金属(阳极)会优先腐蚀,以保护较惰性的金属(阴极)。

PCB 中常见的电化学腐蚀是镀金连接器与底层铜或镍基板之间的相互作用。如果镀金层较薄或受损,暴露出基底金属,在潮湿环境中就会迅速发生腐蚀。这不仅会损害连接的完整性,还会形成非导电的腐蚀产物,影响电气接触。

电解腐蚀

电解腐蚀又称电化学迁移,是相邻导体之间在电解质存在下产生电场时发生的一种腐蚀形式。在线路间距较近的高密度印刷电路板设计中,这种类型的腐蚀问题尤为严重。

这一过程始于阳极(带正电的导体)中金属离子的溶解。然后,这些离子通过电解质向阴极(带负电的导体)迁移。在迁移过程中,它们会形成导电树枝状结构,即从阴极向阳极生长的树状结构。如果这些树枝状结构在导体之间架起桥梁,就会导致短路和设备故障。

印刷电路板表面的污染(如助焊剂残留物或其他离子物质)通常会加剧电解腐蚀,这些污染会增加存在的湿气的导电性。电解腐蚀会迅速发生,有时在暴露于湿气的几小时内就会发生,因此是高可靠性应用中的一个重要问题。

烧蚀

摩擦生锈是一种独特的降解形式,发生在两个接触表面的界面上,受轻微相对运动的影响。在印刷电路板中,这种腐蚀常见于连接器,尤其是那些经历振动或热循环的连接器。

这一过程始于对金属表面氧化保护层的机械磨损。这就暴露出新的金属,使其迅速氧化。由此产生的氧化物颗粒具有研磨作用,导致进一步的磨损和腐蚀。随着时间的推移,这会导致接触电阻增加、连接断断续续或电气接触完全失效。

在印刷电路板受到振动的应用中,如汽车或航空电子设备,剥蚀腐蚀问题尤为严重。在频繁经历热循环的设备中也会出现这种情况,因为材料的膨胀和收缩会导致接触点发生轻微移动。

点蚀

点状腐蚀是一种局部腐蚀,会在金属表面形成小孔或凹坑。这种腐蚀尤其危险,因为它可以深入金属内部,而周围区域则相对不受影响,因此很难通过肉眼发现。

在多氯联苯中,点状腐蚀通常发生在保护层(如阻焊层)受损或污染物积聚的地方。许多环境中常见的氯离子会引发点蚀。一旦凹坑开始形成,就会形成一个自我维持的腐蚀电池,凹坑作为阳极,周围的金属表面作为阴极。

点状腐蚀会导致 PCB 线路或焊盘迅速失效,因为导体的横截面积减小了。严重时,点蚀可完全穿透铜层,形成开路。

多氯联苯腐蚀的原因

印刷电路板的腐蚀是一种受多种因素影响的复杂现象:

环境因素

湿度可能是最重要的环境因素,因为它为许多腐蚀反应的发生提供了必要的水分。当相对湿度超过 60% 时,金属表面会形成一层薄薄的水膜,形成一种电解质,从而促进腐蚀过程。

温度也起着至关重要的作用,温度越高,腐蚀速度越快。然而,不仅高温会带来风险,温度波动也同样会造成问题。当温暖潮湿的空气与较冷的表面接触时,热循环会导致冷凝,从而为腐蚀创造理想的条件。此外,由于印刷电路板结构所用材料的热膨胀率不同,温度变化会导致机械应力,从而可能使脆弱区域暴露在腐蚀性元素中。

环境中的空气污染物和化学物质会大大加剧腐蚀。例如,工业环境中可能含有二氧化硫、氮氧化物或氯化合物,它们会与水分发生反应,形成腐蚀性极强的酸。沿海地区由于空气中含有盐分,会显著加快腐蚀速度,从而带来独特的挑战。即使在看似无害的办公环境中,电子设备产生的臭氧和清洁产品产生的挥发性有机化合物也会随着时间的推移加剧腐蚀。

制造和设计问题

生产过程中质量控制不力会导致各种问题,使电路板更容易受到腐蚀。例如,焊接后清洗不彻底会在电路板上留下助焊剂残留物,这些残留物会吸附湿气并随着时间的推移产生腐蚀性。

在 PCB 制造中,材料的选择至关重要。虽然铜因其出色的导电性和相对较好的耐腐蚀性而成为最常见的迹线材料,但在某些条件下,它仍有可能变得脆弱。铜的质量(包括纯度和晶粒结构)会影响其耐腐蚀性。同样,阻焊层和其他保护涂层的选择也会极大地影响电路板抵御腐蚀环境的能力。

设计缺陷也会导致腐蚀问题。迹线间距不足会增加电解腐蚀的风险,而迹线设计中的尖角会产生更容易受到腐蚀的应力点。此外,电路板上元件的布局也会造成湿气或污染物积聚的区域,增加局部腐蚀的风险。

设备使用和维护

电子设备的使用和维护方式会严重影响其易受腐蚀性。接触液体是造成消费类电子产品印刷电路板腐蚀的最常见原因之一。溢出物、高湿度环境,甚至是温度急剧变化产生的冷凝水,都可能将水分带入电路板,引发腐蚀过程。

印刷电路板上积聚的灰尘和碎屑会以多种方式加剧腐蚀。灰尘可能具有吸湿性,这意味着它会吸收空气中的水分,在电路板表面形成局部高湿度环境。此外,某些类型的灰尘可能具有导电性或含有腐蚀性元素,从而进一步损害电路板的完整性。

缺乏定期清洁和维护会使腐蚀继续发展而不受控制。在工业或恶劣环境中,定期检查和清洁多氯联苯对于及早发现和预防腐蚀问题至关重要。但需要注意的是,不当的清洁技术或使用不适当的清洁剂有时会弊大于利,可能会引入污染物或损坏保护涂层。

组件故障

印刷电路板上个别元件的故障会导致腐蚀问题,进而影响整个电路板。电池漏液就是一个典型的例子。电池漏液时,会向 PCB 释放腐蚀性电解质,造成快速而严重的腐蚀。这在内置电池的设备或长期闲置的设备中尤为严重。

故障电容器也会导致腐蚀问题。特别是电解电容器,它含有一种液态电解质,如果电容器损坏或寿命到期,电解质就会泄漏。这种电解液通常具有腐蚀性,会损坏附近的元件和痕迹。

电化学因素

印刷电路板的基本性质是由携带各种电压的导电迹线组成的网络,这就为电化学腐蚀创造了一个成熟的环境。当电路板表面存在湿气或其他电解质时,相邻导线之间的电压差会导致腐蚀反应。这在线路间距较近的高密度设计中尤为严重。

污染物的存在会加剧这些电化学过程。离子污染物(可能来自助焊剂残留物、指纹或环境污染物)会增加电路板上任何水分的导电性。这种增强的导电性会加速腐蚀反应,并可能导致迹线之间形成导电树枝状突起。

时间和累积效应

必须认识到,腐蚀通常是一个渐进的过程,随着时间的推移,损害会不断累积。虽然某些形式的腐蚀在极端条件下会迅速发生,但在许多情况下,腐蚀的影响可能要到最初暴露在腐蚀条件下数月或数年后才会显现出来。

腐蚀损害的这种累积性强调了主动预防措施的重要性。当可见的腐蚀迹象出现时,可能已经在微观层面上造成了重大损害。了解腐蚀的这种时间依赖性对于制定有效的多氯联苯长期保护战略至关重要。

清洁腐蚀的材料和工具

要有效清洁印刷电路板上的锈蚀,就必须仔细选择材料和工具。清洁剂和工具的选择会对清洁过程的成功和印刷电路板的长期健康产生重大影响。

清洁解决方案

任何印刷电路板清洗工艺的基石都是清洗液的选择。不同类型的腐蚀和污染物可能需要特定的清洗剂。以下是一些最常用、最有效的清洗解决方案:

异丙醇(IPA)

异丙醇,尤其是浓度为 90% 或更高的异丙醇,是一种用途广泛的多氯联苯清洗剂。异丙醇蒸发迅速,不留残渣,是去除轻度腐蚀、助焊剂残留物和一般污染物的理想选择。异丙醇能有效溶解许多有机化合物,有助于去除电路板表面积聚的油脂。使用异丙醇时必须注意,虽然它相对安全,但长时间接触会导致皮肤干燥和刺激。请务必在通风良好的地方使用异丙醇,并佩戴适当的个人防护设备,包括手套和护目镜。

蒸馏水或去离子水

不含离子和矿物质的纯净水是许多清洁工艺的重要组成部分。自来水含有溶解的矿物质,会在电路板上留下导电残留物,而蒸馏水或去离子水则不同,蒸发得很干净。蒸馏水或去离子水尤其适用于在使用其他清洁剂后冲洗电路板,以及稀释浓缩清洁溶液。使用纯净水至关重要,因为电路板表面残留的任何离子都可能导致未来的腐蚀或影响电路板的电气性能。在使用水清洗电路板时,一定要确保水的纯度高,以避免引入新的污染物。

小苏打

碳酸氢钠(俗称小苏打)是一种极好的温和研磨剂和碱性物质,可有效中和酸性腐蚀产物。小苏打具有温和的研磨特性,因此在清除顽固腐蚀的同时不会损坏底层金属或木板基材。要使用小苏打进行清洁,通常要将其与少量水混合成糊状。将这种糊状物涂抹在锈蚀区域,然后用软刷轻轻涂抹。小苏打的碱性有助于中和酸性腐蚀产物,而其温和的研磨性则有助于机械去除腐蚀。

白醋

白醋(稀醋酸)虽然应该谨慎使用,但它可以有效溶解某些类型的腐蚀,尤其是涉及碱性化合物的腐蚀。它的酸性可以帮助分解对其他清洁方法有抵抗力的腐蚀产物。不过,关键是要在专家的指导下谨慎使用醋。如果使用不当或使用后没有彻底冲洗和中和,醋的酸性可能会导致进一步的腐蚀。请务必用蒸馏水稀释醋,并限制接触时间,以将风险降至最低。

清洁工具

正确的工具对于有效、安全地使用清洁解决方案至关重要。以下是用于 PCB 腐蚀清洗的一些关键工具:

软毛刷

通常需要轻柔地刷洗,以清除腐蚀产物,并将清洁溶液涂抹到受影响的区域。软毛刷子(如旧牙刷或专门的防静电 PCB 清洁刷)是实现这一目的的理想工具。柔软的刷毛有助于防止划伤电路板表面或损坏易损元件。选择刷子时,要考虑电路板上元件的密度和排列。在密集的表面贴装元件周围工作时,可能需要更小、更精确的刷子。

棉签

对于精确涂抹清洁溶液和清洁部件之间的狭小空间,棉签的作用不可估量。棉签可对小区域进行有针对性的清洁,使用后可轻松丢弃,防止交叉污染。使用棉签时,要注意松散的纤维可能会脱落并留在电路板上。一定要仔细检查清洁过的区域,并使用压缩空气清除残留的纤维。

无绒布或超细纤维毛巾

对于印刷电路板的最终清洁和干燥,无绒布或超细纤维毛巾是必不可少的。这些材料设计用于有效清洁,而不会留下可能影响电路板功能的纤维或颗粒。超细纤维毛巾能有效吸附小颗粒并吸收液体,因此特别有效。始终使用干净的抹布,以避免将污染物再次带入电路板表面。

压缩空气

一罐压缩空气对于清除松散碎屑、灰尘和干燥电路板上的小区域至关重要。它尤其适用于清除机械清洁后的腐蚀颗粒,并确保缝隙中或元件下面没有水分残留。使用压缩空气时,应始终将罐子竖直放置并短时间喷射,以避免推进剂液体释放到电路板上。与电路板表面保持安全距离,以防高压气流造成损坏。

附加设备

为确保安全有效的清洁,还需要几种额外的设备:

  • 防护手套 丁腈橡胶或乳胶手套可保护皮肤免受清洁剂的伤害,并防止皮肤上的油脂和盐分污染 PCB 表面。选择不含粉末的手套,以避免在电路板上留下残留物。
  • 安全眼镜 在使用清洁溶液和压缩空气时,保护眼睛至关重要,因为压缩空气会导致微粒飘散到空气中。
  • 通风良好的工作空间 在使用异丙醇等挥发性清洁剂时,适当的通风至关重要。通风良好的区域有助于驱散烟雾,降低吸入有害蒸汽的风险。
  • 防静电工作台 防静电垫或工作面有助于防止静电放电,因为静电放电会在清洁过程中损坏敏感的电子元件。
  • 放大镜或显微镜: 为了检查电路板上的小区域并确保彻底清洁,放大镜或数码显微镜非常有用。
  • pH 测试条 在使用酸性或碱性清洁溶液时,pH 试纸可帮助确保电路板在清洁后得到适当中和。

清洁腐蚀的方法

清洁印刷电路板上的锈蚀需要有条不紊的方法和仔细的执行。清洁方法的选择取决于腐蚀的严重程度和类型,以及电路板上存在的特定元件和材料。在本节中,我们将探讨清洁印刷电路板腐蚀的各种技术,从适用于轻度污染的温和方法到适用于严重腐蚀的更具腐蚀性的方法。

准备工作

在开始任何清洁过程之前,适当的准备工作对确保安全和效果至关重要。首先要关闭设备电源并断开连接,确保设备完全断电并拔掉任何电源插头。取出电池并断开任何其他电源,以防止在清洁过程中发生短路。小心拆卸设备以接触受影响的印刷电路板,注意组装过程以便稍后正确重新组装。在良好的照明条件下对电路板进行彻底的目视检查,可能的话使用放大镜或显微镜,以确定腐蚀区域。记录下电路板在清洁前的状况,以便在清洁后进行比较,并作为今后的参考。最后,在通风良好的地方设置清洁区,摆放所有必要的工具和材料,并确保有适当的照明和放大镜。

压缩空气清洁

对于轻微灰尘和轻微污染,压缩空气是有效的第一步。将压缩空气罐竖直放置,以防止液体推进剂泄漏,并使用短时间、有控制的空气喷射,使喷嘴与电路板表面保持几英寸的距离。要特别注意元件之间和缝隙中可能积聚灰尘的地方,有条不紊地在电路板上工作,以确保所有区域都得到清理。这种方法特别适用于清除松散的碎屑,并有助于发现可能需要更深入清洁的区域。不过,需要注意的是,仅靠压缩空气通常不足以清除实际的腐蚀产物。

异丙醇清洁剂

对于轻度至中度腐蚀和一般清洁,异丙醇很有效。在干净的容器中倒入少量高纯度(90% 或更高)异丙醇。用软毛刷子或棉签蘸取酒精,确保其潮湿但不滴水,然后以打小圈的方式轻轻擦洗腐蚀区域。注意不要用力过猛,以免损坏部件或留下痕迹。对于顽固区域,可让酒精在腐蚀处停留片刻后再擦洗。必要时使用新棉签或刷子刷洗区域,以避免污染物重新沉积。清洁后,使用压缩空气清除松散颗粒并帮助干燥,然后让电路板在干净无尘的环境中完全风干。这通常需要 15-30 分钟,视环境条件而定。异丙醇可有效清除多种污染物和轻度腐蚀,但对于更严重的腐蚀,可能需要使用其他方法。

小苏打膏清洁

对于中度到重度腐蚀,尤其是处理酸性腐蚀产品时,小苏打糊很有用。在一个干净的小容器中,将小苏打与少量蒸馏水混合,形成粘稠的糊状物,浓度类似牙膏。用棉签或软刷将糊状物涂抹在腐蚀部位,确保糊状物完全覆盖腐蚀部位。让糊状物在受影响区域停留 15-20 分钟,以中和酸性腐蚀产物。使用软毛刷,以打圈的小动作将浆糊轻轻涂抹到腐蚀区域,要耐心、彻底,但避免过度施压。用蒸馏水彻底冲洗该区域,使用干净的棉签或软毛刷帮助清除所有的浆糊。使用压缩空气吹走多余的水分,特别注意元件下方和元件之间的区域,然后让电路板完全晾干。您可以使用无绒布拍干可触及的区域,然后风干至少一小时。这种方法对于中和和去除酸性腐蚀产物特别有效,小苏打的轻微研磨性质有助于机械去除腐蚀,而不会损坏底层金属。

醋清洁(谨慎使用)

对于特定类型的腐蚀,尤其是涉及碱性化合物的腐蚀,醋可以起到一定的作用。在一个干净的容器中混合等量的白醋和蒸馏水。用棉签将稀释的醋溶液直接涂抹在腐蚀区域,涂抹时要非常精确,以免酸性溶液扩散到未受影响的区域。让溶液静置不超过 1-2 分钟,因为醋的酸性如果放置时间过长,可能会导致进一步的腐蚀。用软刷或棉签轻轻擦洗该区域,然后立即用蒸馏水彻底冲洗,以去除所有醋的痕迹。然后涂上小苏打糊(如前一种方法所述)以中和残留的酸性,再次用蒸馏水冲洗,并彻底晾干。这种方法只能在专家指导下用于特定类型的腐蚀,因为醋的酸性虽然对某些腐蚀产品有效,但如果使用不当,有可能造成损坏。

清洁后的步骤

完成清洁过程后,使用放大镜进行彻底检查,仔细检查清洁区域是否有任何残留的腐蚀迹象或清洁过程中的残留物。使用压缩空气清除清洁过程中可能脱落的任何松散碎屑,并让电路板在清洁、无尘的环境中完全干燥。对于关键应用,可考虑使用低温烘箱(约 50°C/122°F)确保去除所有水分,但切勿超过电路板元件的最高额定温度。考虑使用保形涂层或其他保护措施来防止未来的腐蚀,尤其是在电路板将暴露于恶劣环境的情况下。最后,仔细重新组装设备并进行全面的功能测试,以确保所有系统运行正常。

安全注意事项和警告

在整个清洁过程中,请牢记以下安全注意事项:始终在通风良好的地方工作,尤其是在使用挥发性清洁剂时;佩戴适当的个人防护设备,包括手套和护目镜;小心静电,在处理敏感元件时使用防静电工作面和接地带;除非有专家特别指示,否则切勿混合清洁剂;如果您不确定特定的清洁方法或遇到严重的腐蚀,请咨询专业的电子产品维修服务。

防止多氯联苯腐蚀

防止印刷电路板腐蚀是一个多方面的方法,从设计阶段开始,一直贯穿到制造、存储和设备的运行寿命:

设计和制造注意事项

在印刷电路板生产的设计和制造阶段就奠定了抗腐蚀的基础。材料选择至关重要;应尽可能选择耐腐蚀材料。例如,虽然铜是 PCB 线路的标准材料,但在关键连接或恶劣环境中,应考虑使用镀金材料。阻焊层和其他保护涂层的选择在防腐蚀方面也起着至关重要的作用。使用保形涂料是保护 PCB 免受导致腐蚀的环境因素影响的最有效方法之一。这些薄薄的保护层可以由丙烯酸、硅树脂或聚氨酯等各种材料制成,每种材料都能提供不同程度的保护和灵活性。在选择保形涂料时,要考虑工作环境、温度范围和任何潜在的返工需求等因素。采用可最大限度减少湿气积聚的设计特性,如在迹线设计中避免尖角、使用泪滴焊盘以提高附着力,以及确保迹线之间有足够的间距以防止电解腐蚀。在 PCB 生产过程中实施严格的质量控制措施,包括彻底清洁以去除助焊剂残留物和其他污染物、正确固化阻焊层和保形涂料,以及检查可能导致腐蚀的缺陷。

环境控制

控制 PCB 的工作环境对防止腐蚀至关重要。将存放或操作 PCB 的区域的相对湿度保持在 60% 以下,并考虑在高湿度环境中使用干燥剂或除湿机。尽量减少可能导致冷凝的温度波动,如果温度循环不可避免,确保采取适当的密封和防潮措施。在工业或污染环境中使用空气过滤系统,以减少接触腐蚀性气体和微粒。使用与运行环境相适应的密封或通风外壳,并考虑在室外或恶劣环境中使用 IP 等级外壳,以提供防尘防潮保护。

正确处理和储存

正确的处理和储存方法对保持印刷电路板的完整性至关重要。使用防静电袋或容器储存和运输印刷电路板,以防止静电放电,因为静电放电会损坏保护涂层,使电路板更容易受到腐蚀。在处理印刷电路板时,一定要抓住其边缘,以避免皮肤上的油脂和污染物转移到电路板表面,必要时要戴上手套,尤其是在无尘室环境中。将印刷电路板存放在阴凉、干燥、温度稳定的环境中,使用带干燥剂的防潮袋进行长期存放,尤其是存放对湿气敏感的元件的电路板。实施先进先出(FIFO)库存制度,确保在使用较新电路板之前先使用较旧的电路板,从而降低长期储存期间的腐蚀风险。

定期维护

主动维护可以及早发现腐蚀问题并防止其恶化。定期对印刷电路板进行目视检查,尤其是在关键应用或恶劣环境中,查看是否有褪色、白色或绿色沉积物的迹象,或金属表面外观的任何变化。使用压缩空气或轻柔的刷子定期清除灰尘和碎屑,在灰尘较多的环境中应更频繁地进行清洁。定期进行功能测试,以检测任何可能表明存在腐蚀问题的性能下降。详细记录检查、清洁和观察到的电路板状况变化,以帮助确定模式或重复出现的问题。

防潮保护

保护 PCB 免受潮湿对防止腐蚀至关重要。在可能接触液体的环境中使用防水或耐水外壳,确保任何电缆或通风开口都适当密封。在电缆入口或敏感元件周围等易损区域涂抹硅酮密封剂或灌封化合物。适当通风以防止冷凝,可使用 Gore-Tex 透气口,在防止液体进入的同时进行空气交换。在关键应用中,可考虑安装湿度传感器,在出现潜在危险的湿度水平或进水时向操作人员发出警报。在印刷电路板和元件上涂抹疏水涂层,以防水和防止湿气积聚,尤其是在偶尔接触水是不可避免的环境中。

组件选择

元件的选择会极大地影响 PCB 的抗腐蚀能力。使用信誉良好的制造商生产的高质量抗腐蚀元件,这可能会增加初始成本,但可大大降低设备在整个使用寿命期间发生与腐蚀相关故障的风险。选择具有坚固外壳和防漏设计的电池,对于可能长期存放的设备,应考虑使用锂电池,因为锂电池比碱性电池不易漏液。尽可能使用密封或封装元件,尤其是电路中的关键或敏感部件,以提供额外的保护层来抵御环境因素的影响。为关键连接选择镀金触点的连接器,特别是在频繁插配和拆配的应用中,因为金的耐腐蚀性有助于长期保持可靠的电气接触。选择具有适当热特性的元件,并实施有效的散热策略,因为过多的热量会加速腐蚀过程并降低保护涂层的性能。

解决根本原因

要有效防止印刷电路板腐蚀,关键是要从根本上解决问题,而不是治标不治本。对印刷电路板的运行环境进行彻底分析,找出潜在的腐蚀介质、湿度或温度波动源。一旦发生腐蚀,应进行详细的故障分析,以了解根本原因,并利用这些信息改进未来的设计和预防策略。确保印刷电路板组装中使用的所有材料相互兼容,并与预期的运行环境兼容,因为不兼容的材料会导致意想不到的化学反应和加速腐蚀。不断改进制造和组装流程,尽量减少可能导致腐蚀的污染物或缺陷的引入。

早期检测策略

在早期阶段识别腐蚀可以防止小问题变成大故障。在印刷电路板上安装可视指示器,当接触到湿气或腐蚀性介质时,指示器会变色,从而对潜在的腐蚀问题发出预警。采用可检测电阻或电导率变化的电路,这些变化可能预示着腐蚀的开始,尤其适用于偏远或难以接近的设施。制定并实施定期电气和功能测试制度,以检测可能表明与腐蚀有关的性能退化的细微变化。

预防的长期益处

投资于全面的防腐蚀战略可带来显著的长期效益。通过防腐蚀,电子设备可以在更长的时间内可靠运行,从而减少更换成本和电子废物。无腐蚀的印刷电路板可保持其设计的电气特性,确保长期稳定的性能。有效的防腐蚀可减少昂贵的维修和更换费用,降低电子设备的总拥有成本。在医疗设备或航空航天系统等关键应用中,防腐蚀对于保持最高水平的可靠性和安全性至关重要。对于制造商来说,生产防腐蚀产品可以大大提高品牌声誉和客户满意度。

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