Qual é o impacto da corrosão galvânica no PCB?

Se alguma vez se interrogou sobre o impacto da corrosão galvânica num PCB, não é o único. Este tipo de corrosão faz com que os traços vizinhos sejam contaminados por uma solução ou líquido iónico e que pequenas lascas cresçam entre os traços. Estas lascas podem causar curto-circuitos ou mesmo desativar um bloco funcional na PCB. Se a corrosão afetar as linhas de alimentação da placa de circuito impresso, poderá ocorrer uma avaria em todo o dispositivo.

Exemplos de corrosão galvânica num PCB

A corrosão galvânica é um processo eletroquímico pelo qual a superfície de um metal reage com a superfície de outro metal. Esta reação tem lugar na presença de um eletrólito e ocorre normalmente entre metais diferentes. Nas células primárias, este processo é explorado para criar uma tensão útil.

O processo de corrosão começa quando a humidade, ou líquido iónico, entra em contacto com uma peça metálica exposta. Após o contacto, os óxidos metálicos começam a crescer e provocam a corrosão da superfície. Este processo pode também afetar as placas de circuito adjacentes, provocando curto-circuitos e a deterioração de toda a placa.

Uma forma de minimizar a corrosão galvânica é utilizar inibidores de corrosão. Estes são eficazes na redução do potencial galvânico, mas requerem uma monitorização constante. Também aumentam a condutividade da água. Por isso, é importante manter corretamente o PCB quando se trabalha com ele.

Outro método para prevenir a corrosão galvânica é utilizar uma pasta antioxidante entre as ligações eléctricas de cobre e alumínio. Esta pasta consiste num metal com um potencial elétrico inferior ao do cobre. Isto ajudará a garantir que os metais não entram em contacto uns com os outros e minimiza a possibilidade de corrosão galvânica.

A corrosão galvânica é frequentemente o resultado de metais diferentes utilizados em juntas de soldadura. Por este motivo, é crucial escolher o material correto para os conectores de encaixe. Os materiais com o mesmo potencial iónico têm mais probabilidades de resistir à corrosão do que os materiais com metais diferentes.

Processo para reduzir o grau de corrosão galvânica numa placa de circuito impresso

O grau de corrosão galvânica numa placa PCB pode ser reduzido de várias formas. A primeira técnica envolve a análise da rede e a descoberta das causas da corrosão galvânica, e a segunda técnica envolve o aumento da área do disco do processo de revestimento orgânico (OSP) na rede.

As almofadas de cobre numa PCB estão protegidas por um acabamento de superfície, mas a humidade pode entrar por baixo do acabamento. Uma vez lá dentro, a humidade reage com o cobre e inicia um processo de corrosão. Este processo pode então espalhar-se ao longo do traço. Em muitos casos, a corrosão galvânica ocorre devido ao contacto entre dois metais diferentes, como o cobre numa PCB e o metal de um componente. A presença de um eletrólito corrosivo também aumenta a probabilidade de corrosão galvânica.

A corrosão galvânica é um problema comum na eletrónica, particularmente em aplicações de alta velocidade. Ocorre quando dois metais diferentes estão em contacto com um eletrólito. Quando dois metais diferentes estão em contacto elétrico, os átomos de metal mais reactivos perdem electrões e causam oxidação. Isto leva a um curto-circuito.

Manter as PCBs limpas é fundamental para a sua longevidade e para garantir a longevidade dos dispositivos. A prevenção da corrosão começa por mantê-las secas e sem líquidos. Consequentemente, os fabricantes e projectistas de PCB devem proteger cuidadosamente as suas placas contra a acumulação de humidade nos condutores expostos.

Tipos típicos de falhas de corrosão na eletrónica

Os tipos típicos de falhas por corrosão galvânica em dispositivos electrónicos ocorrem devido a diferentes tipos de processos. Um deles é a formação de uma película de água no PCBA, que pode levar a correntes de fuga e a um sinal de saída errado do dispositivo eletrónico. Outro tipo de falha por corrosão é causado por um defeito no processo de fabrico. Este tipo de corrosão resulta frequentemente num curto-circuito no interrutor.

A taxa de corrosão depende de vários factores, incluindo a temperatura e o ambiente circundante. A presença de humidade, orvalho ou condensação acelera o processo. A presença de partículas de poeira também aumenta a taxa de corrosão porque retêm a humidade. As partículas de poeira provêm de uma variedade de fontes, incluindo terra/areia, fumo, partículas de fuligem e sais.

O aço inoxidável e o zinco são exemplos de materiais nobres e activos. Quanto maior for a diferença relativa entre os dois metais, maior será a força exercida durante a corrosão galvânica. Um cátodo com uma grande área de superfície irá corroer a uma taxa elevada devido à corrente elevada.

A corrosão galvânica é uma das principais preocupações na conceção industrial. O magnésio é um metal estrutural altamente ativo. É utilizado nas indústrias aeroespacial e automóvel. O rácio de área do cátodo e do ânodo também afectará a quantidade de corrente produzida pela corrosão galvânica. Os espaçadores de isolamento entre dois metais também podem reduzir o risco de corrosão galvânica, alterando a distância entre eles.