¿Qué es la corrosión de PCB y qué causa la corrosión de PCB?

¿Qué es la corrosión de PCB?

La corrosión es el proceso por el cual la PCB reacciona químicamente con el medio ambiente y pierde su rendimiento. La corrosión puede causar muchos problemas en la PCB, como cortocircuitos, capacidad de corriente reducida, aumento de resistencia, etc.

La corrosión es el proceso de oxidación que ocurre cuando el oxígeno se combina con un metal, produciendo óxido y haciendo que el metal se desprenda y pierda sus valiosas propiedades químicas. Dado que los PCBS están hechos principalmente de metal y expuestos al oxígeno, son vulnerables a la corrosión.

Sin embargo, no todos los metales son iguales en lo que respecta a la corrosión.

Los metales altamente corrosivos incluyen:

· grafito

· oro

· plata

· Aleación de cobre-níquel

Los metales fácilmente corrosivos incluyen:

· estañado

· guía

· cobre

· Niquelado

¿Qué causa la corrosión de los PCB?

1. electrolito

Cuando se aplica una corriente eléctrica a un conductor, se genera un campo eléctrico, que puede hacer que los electrones fluyan de un terminal del circuito a otro, dejando atrás iones/partículas cargadas, que son atraídas a la superficie del conductor y se adhieren a él provocando corrosión., un proceso llamado migración electroquímica.

Esta migración suele ocurrir en presencia de un electrolito, el más común de los cuales es el agua.

2. agua

El agua penetra en el metal de la PCB, que es especialmente propenso a la corrosión., y si no se controla, ingresa a otras partes de la PCB, puede causar daños graves.

3. Humedad

Si la humedad en el aire es demasiado alta, provocará que el material utilizado en la PCB se oxide.

4. Residuo de fundente

El residuo de fundente se deja principalmente durante el proceso de soldadura, generalmente compuesto de productos químicos como bórax, prensa clorada y acetato de plomo, lo que corroerá el rastro de cobre en la PCB, y cuanto más prolongada sea la corrosión, más grave.

¿Sabes qué tipos de corrosión de PCB son?

1. Corrosión de ataque general (corrosión atmosférica o corrosión uniforme)

El tipo más común de corrosión, también conocido como Corrosión atmosférica o corrosión uniforme., generalmente es causado por una reacción química entre el oxígeno/la humedad del aire y el cobre.

Los ataques generales de corrosión conducen a la formación de óxido de cobre, la baja conductividad puede causar problemas con la PCB, pero las propiedades mecánicas siguen siendo las mismas, lo que suele ser fácil de diagnosticar y prevenir.

2.Corrosión local

· Corrosión filiforme

La humedad que ingresa debajo del acabado de la superficie puede causar defectos en el cobre., que luego tienen el potencial de extenderse a un PCB más amplio.

· Corrosión por grietas

Las áreas debajo de los componentes del hardware o PCB pueden corroerse en estos espacios debido a sustancias residuales. El fundente, las soluciones de limpieza u otros contaminantes en dichos espacios a menudo causan este tipo de corrosión.

· Picaduras corrosivas

Este tipo de corrosión se ve como huecos o 'agujeros' en el cobre. Las reacciones electroquímicas locales conducen al deterioro, lo que resulta en un aumento del diámetro y la profundidad de la fosa y, en última instancia, en la falla. Los compuestos que producen corrosión a menudo ocultan picaduras, lo que las hace difíciles de detectar.

3.Corrosión galvánica

La corrosión galvánica, también conocida como corrosión bimetálica, se produce cuando dos metales diferentes (como el cobre y el metal del componente, oro o estaño) se acoplan en un electrolito corrosivo.

Esto es similar a las picaduras, pero la principal diferencia es que la corrosión electroquímica ocurre solo entre metales electroquímicamente diferentes cuando están en contacto eléctrico y ambos metales están expuestos al electrolito.

4.Formación de dendritas electrolíticas.

Cuando hay contaminación iónica en el agua, se formarán dendritas en la línea de traza de cobre. Cuando al rastro de cobre adyacente le crecen dendritas, puede producirse un cortocircuito y provocar una falla de la PCB.

5.Corrosión intergranular

La corrosión intergranular ocurre cuando hay productos químicos en los límites de grano de las trazas de cobre. Los límites de grano suelen contener impurezas más altas que son más sensibles a este tipo de corrosión.

6. Resistencia a la corrosión por residuos de soldadura.

Los residuos de fundente de la soldadura siempre han sido una causa importante de corrosión. El fundente es muy importante en el proceso de soldadura porque previene la oxidación durante la soldadura.En realidad, el fundente reduce los óxidos metálicos que se forman en los contactos eléctricos de la soldadura debido al calentamiento.El fundente también mejora la humectación del cordón sobre la almohadilla.

Los materiales fundentes más antiguos contienen productos químicos corrosivos, como cloro, y los residuos deben eliminarse después de soldar. Los fundentes más nuevos utilizan ácidos orgánicos que se descomponen a altas temperaturas.

Cuando se sueldan componentes por reflujo, normalmente no quedan residuos de resistencia de soldadura.Pero con la soldadura por ola, es poco probable que el fundente alcance la temperatura necesaria para descomponer el ácido. Cualquier residuo de fundente restante es ácido y altamente corrosivo.

7.Corrosión por fricción

En la corrosión por fricción, la acción de apagar el interruptor de soldadura produce una acción de limpieza que elimina la capa de óxido de la superficie y oxida la capa subyacente. Con el tiempo, se puede acumular demasiado óxido e impedir que se active el interruptor.

¿Cómo prevenir la corrosión de PCB?

1.Cubierta de PCB con revestimiento conformado

En los casos en los que no es posible encapsular la PCB en la carcasa, los recubrimientos conformados pueden ayudar.Diferentes formas de recubrimiento conformal, como la simple resistencia a la soldadura, el recubrimiento por pulverización de aerosol o el recubrimiento de resina epoxi, son medidas eficaces de protección contra la corrosión.Sin embargo, para los PCBS con componentes que generan calor, es posible que dichos recubrimientos conformes deban aplicarse con prudencia para no obstaculizar la gestión del calor.

2.Mantenga la PCB seca

Haga todo lo posible para evitar la humedad alrededor de la PCB. Procura mantenerlos en un ambiente que no se vea afectado por la humedad.

3.Evitar que el electrolito moje la PCB

Al evitar que la humedad u otros líquidos lleguen a la PCB, se puede prevenir eficazmente la corrosión de la PCB. Hay muchas formas de lograrlo, como colocar la PCB dentro de una carcasa con el grado de IP adecuado.

4.Elimine eficazmente los residuos de fundente en la PCB.

Los materiales fundentes más antiguos son conocidos por producir cloro u otros halógenos nocivos, lo que puede causar picaduras en los rastros de cobre a menos que se elimine el material fundente después del proceso de soldadura. Sin embargo, los ácidos orgánicos de los nuevos fundentes no contienen halógenos y se descomponen a temperaturas más altas, como durante la soldadura por reflujo.Sin embargo, es posible que la placa de circuito que se suelda por ola no alcance la temperatura de descomposición y es posible que los residuos de fundente deban limpiarse a fondo manualmente para evitar la corrosión del espacio.

5.10 mejor tecnología de protección contra la corrosión de PCB

En muchos casos, los desarrolladores optan por no proteger la placa de la corrosión.Por ejemplo, los platos prototipo o desechables que se utilizarán inmediatamente no suelen estar protegidos contra

corrosión.Sin embargo, puede ser mejor desarrollar algún tipo de protección contra la corrosión de PCB para todas las placas. y la siguiente tabla enumera 10 tecnologías de protección contra la corrosión de PCB.

El método de protección contra la corrosión de PCB más eficaz
Número de serie	Método de protección contra la corrosión	Escenario	Descripción
1	Siga un procedimiento de laminación controlado	Fabricar	Durante este importante paso de fabricación, se debe utilizar desecante y el personal debe usar ropa protectora.
2	Utilice una capa de parada de soldadura adecuada	Fabricar	Los topes de soldadura son un elemento de protección subestimado en la construcción de placas de circuito. Sin embargo, el tipo de capa de tope de soldadura es importante y debe elegirse adecuadamente según las consideraciones de diseño.
3	Utilice un plano de malla de cobre.	Fabricar	Las superficies de cobre reticulado también ofrecen una buena opción. Evitan que la humedad se mueva entre los planos laminados.
4	Usar tratamiento de superficie	Fabricar	La mejor manera de proteger el tablero entre la fabricación y el montaje es utilizar un tratamiento de superficie, siendo ENIG la opción más popular, pero de ninguna manera la única.
5	Hornear	Fabricar	Para eliminar la humedad, la tabla se debe hornear después del montaje.
6	Utilice pintura triple prueba	Fabricar	También se deben utilizar recubrimientos conformados regulados por IPC (principalmente en IPC-CC830B e IPC-A-610). Esto es especialmente aplicable si se utilizará en entornos peligrosos.
7	Utilice moldura secundaria caliente	Fabricar	Otra opción es el envasado o conformado secundario térmico. Esto es ideal para ambientes de alta temperatura.
8	Utilice microencapsulación	Fabricar	La microencapsulación es la encapsulación de algunos de los componentes o elementos de placa más propensos a la corrosión.
9	Utilice una bolsa ESD para almacenamiento	Fabricar	La placa de circuito siempre debe almacenarse en una bolsa ESD para aislamiento electromagnético.Estas bolsas también pueden ayudar a prevenir la acumulación de humedad.
10	Monte la placa en el gabinete.	Fabricar	Las placas de montaje en la carcasa también pueden proporcionar protección;Sin embargo, debe estar bien ventilado para evitar la acumulación de humedad.

¿Cómo eliminar la corrosión en la PCB: reactivos químicos comunes?

1.Aire comprimido

El aire comprimido es una herramienta bastante común para limpiar productos electrónicos. Para reparaciones sencillas, el aire comprimido proporciona una forma discreta de eliminar el polvo del interior de un dispositivo o máquina electrónica y soplarlo.Utilice un chorro corto para inyectar aire en el respiradero. Si no está satisfecho con el polvo eliminado, puede abrir el dispositivo con un destornillador y operar alrededor del conjunto, limpiando cuidadosamente el circuito con aire.

2.Bicarbonato de sodio

Puede utilizar bicarbonato de sodio para eliminar la corrosión de la PCB. El bicarbonato de sodio contiene bicarbonato de sodio, que actúa sobre la recolección de suciedad y polvo de PCB, descomponiendo la suciedad en pequeñas partículas.Las suaves propiedades abrasivas del agua con gas pueden eliminar la corrosión sin efectos secundarios.

3.Agua desionizada

Cuando limpias una placa de circuito con agua, debes asegurarte de que esté libre de contaminantes.Los iones del agua corriente tienen propiedades conductoras que reducen las propiedades de los electrones. Al mismo tiempo, el agua desionizada no tiene contaminantes ni iones dañinos.

4. agua destilada

Dado que no hay iones que conduzcan electricidad a dispositivos electrónicos, el agua destilada supera a cualquier otra forma de líquido cuando se trata de mezclar soluciones de limpieza. El agua destilada recibe un tratamiento especial para eliminar contaminantes dañinos y no dañar la PCB.

También puede contaminarse rápidamente con la suciedad de las manos o del aire, y debe almacenarse en agua destilada sellada cuando no esté en uso y evitarse con las manos desnudas.

5.Alcohol isopropílico

Cuando se trata de limpiadores químicos, el alcohol isopropílico o el alcohol isopropílico pueden eliminar todo tipo de suciedad, residuos, fundente y óxido de la placa de circuito.El alcohol isopropílico es un buen limpiador de PCB porque es económico y se evapora rápidamente.El alcohol contiene menos sustancias químicas que otros limpiadores utilizados con fines similares.

Es importante que el contenido de alcohol isopropílico utilizado para limpiar la placa de circuito sea del 90% o superior.Las altas concentraciones de alcohol isopropílico pueden provocar efectos adversos en contacto con el cuerpo, así que asegúrese de manipularlo con cuidado y utilice guantes y gafas de látex.

Pasos para eliminar la corrosión de PCB

Después de tener listos todos los limpiadores y herramientas necesarios para que el tablero funcione, puede seguir los pasos indicados para limpiar la corrosión del tablero:

1.Primero encienda los equipos o aparatos eléctricos proporcionados y la PCB de forma remota desconectando todas las conexiones y la alimentación.

2. Registre el diseño y la configuración de la PCB, debe recordar cada detalle, ya que después de la limpieza también es necesario volver a ensamblar la PCB.

3.En el uso de la herramienta correcta, debe consultar el manual de usuario, el uso correcto de la herramienta.

4.Después de retirar la placa de circuito, use una solución de limpieza como alcohol isopropílico o una solución de bicarbonato de sodio.

5. Ahora, use un cepillo suave para aplicarlo a la placa de circuito y luego continúe aplicándolo hasta que el óxido y el polvo se ablanden.

6. Luego puede usar un cepillo para eliminar la suciedad y luego usar agua destilada para eliminar el polvo y la corrosión restantes.

7. Si todavía hay corrosión fuerte en el tablero, puede aplicar más alcohol isopropílico, porque es un agente más fuerte.

8.Finalmente, limpie con una alfombra de microfibra y seque la placa de circuito usando un secador de aire, y luego instálela nuevamente en el equipo eléctrico para eliminar toda la corrosión.