Vilken inverkan har galvanisk korrosion på kretskortet?

Om du någonsin har funderat på hur galvanisk korrosion påverkar ett mönsterkort är du inte ensam. Denna typ av korrosion gör att närliggande spår förorenas av en lösning eller jonisk vätska, och små flisor växer ut mellan spåren. Dessa kan orsaka kortslutningar eller till och med göra ett funktionsblock på kretskortet obrukbart. Om korrosionen påverkar kraftledningarna på kretskortet kan det leda till att hela enheten slutar fungera.

Exempel på galvanisk korrosion på ett kretskort

Galvanisk korrosion är en elektrokemisk process där ytan på en metall reagerar med ytan på en annan metall. Denna reaktion sker i närvaro av en elektrolyt, och den sker vanligtvis mellan olika metaller. I primärceller utnyttjas denna process för att skapa användbar spänning.

Korrosionsprocessen börjar när fukt, eller jonisk vätska, kommer i kontakt med en exponerad metalldel. Vid kontakt börjar metalloxider att växa och orsaka korrosion på ytan. Denna process kan även påverka intilliggande kretskort och orsaka kortslutningar och försämring av hela kretskortet.

Ett sätt att minimera galvanisk korrosion är att använda korrosionsinhibitorer. Dessa är effektiva när det gäller att minska den galvaniska potentialen, men kräver ständig övervakning. De ökar också vattnets ledningsförmåga. Det är därför viktigt att underhålla kretskortet ordentligt när man arbetar med det.

En annan metod för att förhindra galvanisk korrosion är att använda antioxidantpasta mellan koppar- och aluminiumanslutningar. Denna pasta består av metall med en lägre elektrisk potential än koppar. Detta hjälper till att säkerställa att metallerna inte kommer i kontakt med varandra och minimerar risken för galvanisk korrosion.

Galvanisk korrosion är ofta ett resultat av att olika metaller används i lödfogar. Därför är det viktigt att välja rätt material för kontaktdon. Material med samma jonpotential är mer benägna att motstå korrosion än de med olika metaller.

Process för att minska graden av galvanisk korrosion på ett kretskort

Graden av galvanisk korrosion på ett PCB-kort kan minskas på olika sätt. Den första tekniken innebär att man analyserar nätverket och hittar orsakerna till galvanisk korrosion, och den andra tekniken innebär att man ökar ytan på OSP-skivan (Organic Coating Process) i nätverket.

Kopparplattorna på ett mönsterkort skyddas av en ytbehandling, men fukt kan tränga in under ytbehandlingen. Väl inne reagerar fukten med kopparn och startar en korrosionsprocess. Denna process kan sedan sprida sig längs spåret. I många fall uppstår galvanisk korrosion på grund av kontakt mellan två olika metaller, t.ex. koppar på ett kretskort och metallen i en komponent. Förekomsten av en korrosiv elektrolyt ökar också risken för galvanisk korrosion.

Galvanisk korrosion är ett vanligt problem inom elektronik, särskilt i höghastighetsapplikationer. Det sker när två olika metaller kommer i kontakt med en elektrolyt. När två olika metaller är i elektrisk kontakt förlorar de mer reaktiva metallatomerna elektroner och orsakar oxidation. Detta leder till en kortslutning.

Att hålla kretskorten rena är avgörande för deras livslängd och för att säkerställa enheternas livslängd. Förebyggande av korrosion börjar med att hålla dem torra och fria från vätskor. Därför måste tillverkare och konstruktörer av kretskort noggrant skydda sina kort mot fukt på exponerade ledare.

Typiska typer av korrosionsfel i elektronik

Typiska galvaniska korrosionsfel i elektroniska enheter uppstår på grund av olika typer av processer. En av dem är bildandet av en vattenfilm på PCBA, vilket kan leda till läckströmmar och en felaktig utsignal från den elektroniska enheten. En annan typ av korrosionsfel orsakas av en defekt i tillverkningsprocessen. Denna korrosionstyp resulterar ofta i en kortslutning i brytaren.

Korrosionshastigheten beror på flera faktorer, inklusive temperatur och omgivande miljö. Förekomst av fukt, dagg eller kondens påskyndar processen. Förekomst av dammpartiklar ökar också korrosionshastigheten eftersom de binder fukt. Dammpartiklar kommer från en mängd olika källor, inklusive jord/sand, rök, sotpartiklar och salter.

Rostfritt stål och zink är exempel på ädla och aktiva material. Ju större den relativa skillnaden är mellan de två metallerna, desto större blir den kraft som utövas vid galvanisk korrosion. En katod med stor yta korroderar snabbt på grund av den höga strömmen.

Galvanisk korrosion är ett stort problem inom industridesign. Magnesium är en mycket aktiv konstruktionsmetall. Den används inom flyg-, rymd- och bilindustrin. Ytförhållandet mellan katod och anod påverkar också mängden ström som produceras av galvanisk korrosion. Isoleringsdistanser mellan två metaller kan också minska risken för galvanisk korrosion genom att ändra avståndet mellan dem.