Qual è l'impatto della corrosione galvanica sul PCB?

Se vi siete mai chiesti quale sia l'impatto della corrosione galvanica su un PCB, non siete i soli. Questo tipo di corrosione fa sì che le tracce vicine vengano contaminate da una soluzione o da un liquido ionico e che tra le tracce si formino piccole schegge. Queste schegge possono causare cortocircuiti o addirittura disattivare un blocco funzionale sul PCB. Se la corrosione interessa le linee di alimentazione del PCB, si potrebbe verificare un malfunzionamento dell'intero dispositivo.

Esempi di corrosione galvanica su un PCB

La corrosione galvanica è un processo elettrochimico in cui la superficie di un metallo reagisce con la superficie di un altro metallo. Questa reazione avviene in presenza di un elettrolita e di solito si verifica tra metalli dissimili. Nelle celle primarie, questo processo viene sfruttato per creare tensione utile.

Il processo di corrosione inizia quando l'umidità, o il liquido ionico, entra in contatto con una parte metallica esposta. Al contatto, gli ossidi metallici iniziano a crescere e causano la corrosione della superficie. Questo processo può interessare anche le schede di circuito adiacenti, causando cortocircuiti e il deterioramento dell'intera scheda.

Un modo per ridurre al minimo la corrosione galvanica è l'uso di inibitori di corrosione. Questi sono efficaci nel ridurre il potenziale galvanico, ma richiedono un monitoraggio costante. Inoltre, aumentano la conduttività dell'acqua. Pertanto, è importante mantenere correttamente il PCB quando si lavora con esso.

Un altro metodo per prevenire la corrosione galvanica consiste nell'utilizzare una pasta antiossidante tra le connessioni elettriche in rame e alluminio. Questa pasta è costituita da un metallo con un potenziale elettrico inferiore a quello del rame. In questo modo si evita che i metalli entrino in contatto tra loro, riducendo al minimo la possibilità di corrosione galvanica.

La corrosione galvanica è spesso il risultato di metalli dissimili utilizzati nelle saldature. Per questo motivo, è fondamentale scegliere il materiale giusto per i connettori di accoppiamento. I materiali con lo stesso potenziale ionico hanno maggiori probabilità di resistere alla corrosione rispetto a quelli con metalli dissimili.

Processo per ridurre il grado di corrosione galvanica su un PCB

Il grado di corrosione galvanica su una scheda PCB può essere ridotto in vari modi. La prima tecnica prevede l'analisi della rete e la ricerca delle cause della corrosione galvanica, mentre la seconda tecnica prevede l'aumento dell'area del disco del processo di rivestimento organico (OSP) nella rete.

Le piazzole di rame su un PCB sono protette da una finitura superficiale, ma l'umidità può penetrare sotto la finitura. Una volta all'interno, l'umidità reagisce con il rame e avvia un processo di corrosione. Questo processo può poi diffondersi lungo la traccia. In molti casi, la corrosione galvanica si verifica a causa del contatto tra due metalli dissimili, come il rame di un PCB e il metallo di un componente. Anche la presenza di un elettrolita corrosivo aumenta la possibilità di corrosione galvanica.

La corrosione galvanica è un problema comune nell'elettronica, in particolare nelle applicazioni ad alta velocità. Si verifica quando due metalli dissimili sono a contatto con un elettrolita. Quando due metalli dissimili sono in contatto elettrico, gli atomi del metallo più reattivo perdono elettroni e si ossidano. Questo porta a un cortocircuito.

Mantenere puliti i circuiti stampati è fondamentale per la loro longevità e per garantire la durata dei dispositivi. La prevenzione della corrosione inizia con il mantenerli asciutti e privi di liquidi. Di conseguenza, i produttori e i progettisti di PCB devono proteggere attentamente le schede dall'umidità che si deposita sui conduttori esposti.

Tipici tipi di guasto da corrosione nell'elettronica

I tipici guasti da corrosione galvanica nei dispositivi elettronici sono dovuti a diversi tipi di processi. Uno di questi è la formazione di una pellicola d'acqua sulla PCBA, che può provocare correnti di dispersione e un segnale di uscita errato dal dispositivo elettronico. Un altro tipo di guasto da corrosione è causato da un difetto nel processo di produzione. Questo tipo di corrosione spesso provoca un cortocircuito nell'interruttore.

La velocità di corrosione dipende da diversi fattori, tra cui la temperatura e l'ambiente circostante. La presenza di umidità, rugiada o condensa accelera il processo. Anche la presenza di particelle di polvere aumenta la velocità di corrosione perché trattengono l'umidità. Le particelle di polvere provengono da diverse fonti, tra cui terra/sabbia, fumo, particelle di fuliggine e sali.

L'acciaio inossidabile e lo zinco sono esempi di materiali nobili e attivi. Maggiore è la differenza relativa tra i due metalli, maggiore sarà la forza esercitata durante la corrosione galvanica. Un catodo con un'ampia superficie si corroderà a una velocità elevata a causa dell'alta corrente.

La corrosione galvanica è un problema importante nella progettazione industriale. Il magnesio è un metallo strutturale altamente attivo. È utilizzato nell'industria aerospaziale e automobilistica. Anche il rapporto di superficie tra catodo e anodo influisce sulla quantità di corrente prodotta dalla corrosione galvanica. Anche i distanziatori isolanti tra due metalli possono ridurre il rischio di corrosione galvanica modificando la distanza tra di essi.