Hvad er virkningen af galvanisk korrosion på PCB?

Hvis du nogensinde har undret dig over, hvordan galvanisk korrosion påvirker et printkort, er du ikke alene. Denne type korrosion får nabospor til at blive forurenet af en opløsning eller ionisk væske, og der vokser små splinter mellem sporene. Disse splinter kan forårsage kortslutninger eller endda deaktivere en funktionsblok på printkortet. Hvis korrosionen påvirker strømledningerne på printkortet, kan du opleve en funktionsfejl i hele enheden.

Eksempler på galvanisk korrosion på et printkort

Galvanisk korrosion er en elektrokemisk proces, hvor overfladen af et metal reagerer med overfladen af et andet metal. Denne reaktion finder sted i nærvær af en elektrolyt, og den opstår normalt mellem forskellige metaller. I primærceller udnyttes denne proces til at skabe brugbar spænding.

Korrosionsprocessen begynder, når fugt eller ionisk væske kommer i kontakt med en udsat metaldel. Ved kontakt begynder metaloxider at vokse og får overfladen til at korrodere. Denne proces kan også påvirke tilstødende printkort og forårsage kortslutninger og forringelse af hele printkortet.

En måde at minimere galvanisk korrosion på er at bruge korrosionsinhibitorer. Disse er effektive til at reducere det galvaniske potentiale, men kræver konstant overvågning. De øger også vandets ledningsevne. Så det er vigtigt at vedligeholde PCB'et korrekt, når man arbejder med det.

En anden metode til at forhindre galvanisk korrosion er at bruge antioxidantpasta mellem elektriske forbindelser af kobber og aluminium. Denne pasta består af metal med et lavere elektropotentiale end kobber. Det er med til at sikre, at metallerne ikke kommer i kontakt med hinanden, og det minimerer risikoen for galvanisk korrosion.

Galvanisk korrosion er ofte et resultat af forskellige metaller, der bruges i loddesamlinger. Derfor er det afgørende at vælge det rigtige materiale til de stik, der skal parres. Materialer med samme ioniske potentiale er mere tilbøjelige til at modstå korrosion end dem med forskellige metaller.

Proces til at reducere graden af galvanisk korrosion på et printkort

Graden af galvanisk korrosion på et printkort kan reduceres på forskellige måder. Den første teknik indebærer at analysere netværket og finde årsagerne til galvanisk korrosion, og den anden teknik indebærer at øge arealet af den organiske belægningsproces (OSP) disk i netværket.

Kobberpuderne på et printkort er beskyttet af en overfladefinish, men fugt kan trænge ind under finishen. Når fugten er inde, reagerer den med kobberet og starter en korrosionsproces. Denne proces kan derefter sprede sig langs sporet. I mange tilfælde opstår galvanisk korrosion på grund af kontakt mellem to forskellige metaller, f.eks. kobber på et printkort og metallet i en komponent. Tilstedeværelsen af en ætsende elektrolyt øger også risikoen for galvanisk korrosion.

Galvanisk korrosion er et almindeligt problem i elektronik, især i højhastighedsapplikationer. Det sker, når to forskellige metaller er i kontakt med en elektrolyt. Når to forskellige metaller er i elektrisk kontakt, mister de mere reaktive metalatomer elektroner og forårsager oxidation. Det fører til en kortslutning.

At holde PCB'er rene er afgørende for deres levetid og for at sikre enhedernes levetid. Forebyggelse af korrosion starter med at holde dem tørre og fri for væsker. Derfor skal PCB-producenter og -designere omhyggeligt beskytte deres printplader mod fugtperler på udsatte ledere.

Typiske korrosionsfejltyper i elektronik

Typiske galvaniske korrosionsfejltyper i elektroniske enheder opstår på grund af forskellige typer processer. En af dem er dannelsen af en vandfilm på PCBA'en, som kan føre til lækstrømme og et forkert udgangssignal fra den elektroniske enhed. En anden type korrosionsfejl er forårsaget af en defekt i fremstillingsprocessen. Denne korrosionstype resulterer ofte i en kortslutning i kontakten.

Korrosionshastigheden afhænger af flere faktorer, herunder temperatur og det omgivende miljø. Tilstedeværelsen af fugt, dug eller kondens vil fremskynde processen. Tilstedeværelsen af støvpartikler vil også øge korrosionshastigheden, fordi de holder på fugten. Støvpartikler kommer fra en række forskellige kilder, herunder jord/sand, røg, sodpartikler og salte.

Rustfrit stål og zink er eksempler på ædle og aktive materialer. Jo større den relative forskel mellem de to metaller er, desto større er den kraft, der udøves under galvanisk korrosion. En katode med et stort overfladeareal vil korrodere med høj hastighed på grund af den høje strøm.

Galvanisk korrosion er et stort problem inden for industrielt design. Magnesium er et meget aktivt konstruktionsmetal. Det bruges i luft- og rumfartsindustrien og i bilindustrien. Arealforholdet mellem katoden og anoden vil også påvirke mængden af strøm, der produceres ved galvanisk korrosion. Isolerende afstandsstykker mellem to metaller kan også reducere risikoen for galvanisk korrosion ved at ændre afstanden mellem dem.