Galvanik Korozyonun PCB Üzerindeki Etkisi Nedir?

Galvanik korozyonun bir PCB üzerindeki etkisinin ne olduğunu hiç merak ettiyseniz, yalnız değilsiniz. Bu tür korozyon, komşu izlerin bir çözelti veya iyonik sıvı tarafından kirlenmesine neden olur ve izler arasında küçük şeritler büyür. Bu şeritler kısa devrelere neden olabilir ve hatta PCB üzerindeki işlevsel bir bloğu devre dışı bırakabilir. Korozyon PCB üzerindeki güç hatlarını etkilerse, tüm cihazın arızalanmasına neden olabilir.

PCB üzerinde galvanik korozyon örnekleri

Galvanik korozyon, bir metalin yüzeyinin başka bir metalin yüzeyi ile reaksiyona girdiği elektrokimyasal bir süreçtir. Bu reaksiyon bir elektrolit varlığında gerçekleşir ve genellikle birbirine benzemeyen metaller arasında meydana gelir. Birincil hücrelerde, bu süreçten faydalı voltaj oluşturmak için yararlanılır.

Korozyon süreci, nem veya iyonik sıvı açıkta kalan bir metal parçaya temas ettiğinde başlar. Temas üzerine metal oksitler büyümeye başlar ve yüzeyin korozyona uğramasına neden olur. Bu süreç bitişik devre kartlarını da etkileyerek kısa devrelere ve tüm kartın bozulmasına neden olabilir.

Galvanik korozyonu en aza indirmenin bir yolu da korozyon inhibitörleri kullanmaktır. Bunlar galvanik potansiyeli azaltmada etkilidir, ancak sürekli izleme gerektirir. Ayrıca suyun iletkenliğini de arttırırlar. Bu nedenle, PCB ile çalışırken PCB'nin bakımını düzgün bir şekilde yapmak önemlidir.

Galvanik korozyonu önlemenin bir diğer yöntemi de bakır ve alüminyum elektrik bağlantıları arasında antioksidan macun kullanmaktır. Bu macun, bakırdan daha düşük elektro potansiyele sahip metalden oluşur. Bu, metallerin birbiriyle temas etmemesini sağlamaya ve galvanik korozyon olasılığını en aza indirmeye yardımcı olacaktır.

Galvanik korozyon genellikle lehim bağlantılarında kullanılan farklı metallerin bir sonucudur. Bu nedenle, eşleşen konektörler için doğru malzemeyi seçmek çok önemlidir. Aynı iyonik potansiyele sahip malzemelerin korozyona direnme olasılığı, farklı metallere sahip olanlara göre daha yüksektir.

Bir PCB üzerindeki galvanik korozyon derecesini azaltma işlemi

Bir PCB kartındaki galvanik korozyon derecesi çeşitli yollarla azaltılabilir. İlk teknik, ağın analiz edilmesini ve galvanik korozyonun nedenlerinin bulunmasını, ikinci teknik ise ağdaki organik kaplama işlemi (OSP) diskinin alanının artırılmasını içerir.

PCB üzerindeki bakır pedler bir yüzey kaplaması ile korunur, ancak nem kaplamanın altına girebilir. İçeri girdikten sonra nem bakırla reaksiyona girer ve bir korozyon süreci başlatır. Bu süreç daha sonra iz boyunca yayılabilir. Çoğu durumda galvanik korozyon, PCB üzerindeki bakır ve bir bileşenin metali gibi iki farklı metal arasındaki temas nedeniyle meydana gelir. Aşındırıcı bir elektrolitin varlığı da galvanik korozyon olasılığını artırır.

Galvanik korozyon elektronikte, özellikle de yüksek hızlı uygulamalarda yaygın bir sorundur. Birbirine benzemeyen iki metal bir elektrolit ile temas ettiğinde meydana gelir. İki farklı metal elektriksel temas halinde olduğunda, daha reaktif olan metal atomları elektron kaybeder ve oksidasyona neden olur. Bu da kısa devreye yol açar.

PCB'lerin temiz tutulması, uzun ömürlü olmaları ve cihazların uzun ömürlü olmasını sağlamaları açısından kritik önem taşır. Korozyonun önlenmesi, onları kuru ve sıvılardan uzak tutmakla başlar. Sonuç olarak, PCB üreticileri ve tasarımcıları, kartlarını açıktaki iletkenler üzerinde nem birikmesine karşı dikkatli bir şekilde korumalıdır.

Elektronikte tipik korozyon arızası türleri

Elektronik cihazlardaki tipik galvanik korozyon arıza türleri, farklı işlem türleri nedeniyle ortaya çıkar. Bunlardan biri, PCBA üzerinde kaçak akımlara ve elektronik cihazdan yanlış çıkış sinyaline yol açabilen bir su filmi oluşmasıdır. Diğer bir korozyon arızası türü ise üretim sürecindeki bir kusurdan kaynaklanır. Bu korozyon türü genellikle anahtarda kısa devreye neden olur.

Korozyon hızı, sıcaklık ve çevredeki ortam dahil olmak üzere çeşitli faktörlere bağlıdır. Nem, çiy veya yoğuşmanın varlığı süreci hızlandıracaktır. Toz partiküllerinin varlığı da nemi tuttukları için korozyon oranını artıracaktır. Toz partikülleri toprak/kum, duman, kurum partikülleri ve tuzlar gibi çeşitli kaynaklardan gelir.

Paslanmaz çelik ve çinko asil ve aktif malzemelere örnektir. İki metal arasındaki bağıl fark ne kadar yüksekse, galvanik korozyon sırasında uygulanacak kuvvet miktarı da o kadar fazla olacaktır. Geniş yüzey alanına sahip bir katot, yüksek akım nedeniyle yüksek oranda korozyona uğrayacaktır.

Galvanik korozyon endüstriyel tasarımda önemli bir endişe kaynağıdır. Magnezyum oldukça aktif bir yapısal metaldir. Havacılık ve otomobil endüstrilerinde kullanılır. Katot ve anotun alan oranı da galvanik korozyon tarafından üretilen akım miktarını etkileyecektir. İki metal arasındaki izolasyon ara parçaları da aralarındaki mesafeyi değiştirerek galvanik korozyon riskini azaltabilir.