Tipos, limpeza e prevenção para evitar corrosão PCB

Introdução

Quando você pensa em corrosão, uma das primeiras coisas que provavelmente vem à mente é a ferrugem – e você estaria certo. A corrosão também pode levar a outros problemas, o que torna ainda mais importante estar ciente de alguns dos diferentes tipos de efeitos da corrosão.

Breve descrição do PCB de corrosão

A corrosão é o processo pelo qual um material perde suas propriedades originais devido a uma reação química com o meio ambiente. A corrosão em uma placa de circuito impresso indica que o cobre começou a corroer e está sendo substituído por outros materiais, como carbono ou oxigênio.

O processo de corrosão pode causar uma série de problemas na eletrônica, como curto-circuito, redução atual capacidade e maior resistência elétrica. Isso é mais tipicamente produzido por oxidação (ferrugem), embora existam outras formas de corrosão geradas por interações químicas com componentes ou outros materiais.

PCB de Corrosão

PCB de Corrosão

Por que a corrosão acontece em um PCB?

As PCBs são propensas à corrosão porque são compostas por uma variedade de componentes, incluindo cobre, que prontamente interage com a água.

Outros elementos que podem induzir corrosão em suas placas de circuito impresso incluem:

Migração Eletroquímica

Quando uma corrente é aplicada a um condutor, ela cria um campo elétrico. Este campo elétrico pode fazer com que os elétrons fluam de um terminal do circuito para outro. Esses elétrons deixam para trás íons ou partículas carregadas. Os íons são atraídos para a superfície do condutor e aderem a ele, causando corrosão.

Esse processo é chamado de migração eletroquímica e acontece sempre que há um eletrólito presente (que é apenas um líquido que conduz eletricidade). O eletrólito mais comum é a água, mas outros líquidos como a água salgada também podem ser eletrólitos.

Migração Eletroquímica

Migração Eletroquímica

Dust

A poeira pode causar corrosão por atuar como um isolante entre o cobre e o galvanização, o que causará uma perda de condutividade. Isso pode levar a um acúmulo estático em seu PCB, o que é ruim por vários motivos.

Umidade

A umidade se infiltra no metal de uma placa de circuito impresso, criando uma condição propícia à corrosão. Se a umidade não for controlada e entrar em outras partes da placa de circuito, pode causar sérios danos.

Umidade

Umidade

Humidade

A umidade do ar pode causar a oxidação dos materiais utilizados em uma placa de circuito impresso. Essa oxidação pode ser causada por pequenas quantidades de umidade presentes no ar, bem como por gotas de água que caíram na superfície da placa.

Humidade

Humidade

Resíduo de Fluxo

Este é um subproduto do processo de soldagem e é deixado para trás na placa de circuito enquanto seca. isso geralmente é feito de produtos químicos como bórax, cloreto de amônio e acetato de chumbo. Esses produtos químicos corroem os vestígios de cobre em uma placa de circuito impresso, causando corrosão com o tempo.

Resíduo de Fluxo

Resíduo de Fluxo

Tipos de PCB de Corrosão

A corrosão é uma grande preocupação na indústria eletrônica, especialmente quando se trata de placas de circuito impresso. É importante entender os diferentes tipos de corrosão que podem ocorrer em suas placas de circuito e quais medidas você pode tomar para evitá-los.

Atmosférico

No nível mais básico, a corrosão é uma reação química entre duas substâncias. Quando um material se combina com o oxigênio do ar, desenvolve-se a corrosão atmosférica. Isso pode ser uma preocupação para as placas de circuito impresso, pois são fabricadas em cobre, que é um ótimo condutor de eletricidade e também sujeito à oxidação.

Se houver umidade, ela também pode reagir com o cobre e causar corrosão. O resultado dessas reações é a formação de uma substância esverdeada chamada ferrugem verde que lentamente corrói a placa de circuito impresso.

Corrosão Atmosférica

Corrosão Atmosférica

Preocupado

Uma forma de corrosão eletroquímica que ocorre quando duas superfícies metálicas estão em contato uma com a outra e um dos metais está sujeito a um ambiente corrosivo.

As superfícies em contato geralmente são dois metais diferentes, como cobre e aço, ou cobre e alumínio. Nesse caso, a superfície de aço ou alumínio atua como um ânodo e corrói mais rapidamente do que a superfície de cobre. Isso faz com que uma corrente elétrica flua do cobre para o aço ou alumínio, resultando na formação de óxido de cobre na superfície da placa de circuito de cobre.

Corrosão por atrito

Corrosão por atrito

Galvânico

Isso pode acontecer por causa de um fio ou cabo, onde uma ponta está ligada ao terminal positivo e a outra ponta está ligada ao terminal negativo. A corrente fluirá de uma extremidade à outra, tornando possível que uma extremidade do fio ou cabo seja revestida com corrosão anódica e a outra seja revestida com corrosão catódica.

Corrosão galvânica

Corrosão galvânica

Eletrolítico

A corrosão eletrolítica ocorre quando uma substância ionizada (eletrólito) é colocada em contato com dois eletrodos – um carregado positivamente e outro carregado negativamente – e uma corrente elétrica passa por eles. A presença de um eletrólito aumenta a velocidade na qual ocorrem as reações eletroquímicas; isso significa que o processo de corrosão acontece mais rápido do que seria de outra forma.

Corrosão Eletrolítica

Corrosão Eletrolítica

Localizada

Quando há uma fonte localizada de corrosão, pode levar a problemas com o circuito. Isso geralmente acontece com componentes que foram expostos à umidade.

O primeiro sinal de corrosão localizada é que o componente começa a manchar e desenvolver um revestimento verde, marrom ou vermelho. Isso pode fazer com que pareça velho, mas, mais importante, pode causar falha no circuito.

Corrosão Localizada

Corrosão Localizada

intergranular

A corrosão intergranular ocorre quando o metal é exposto a um eletrólito que pode atacar o metal em seus contornos de grão. Esse tipo de corrosão é comum em metais com baixo ponto de fusão e alta condutividade térmica.

O problema com a corrosão intergranular é que ela se parece com outros tipos de corrosão, por isso pode ser complicado dizer se você a possui. Geralmente aparece como pequenos buracos com menos de 1 mm de profundidade. Esses poços também são frequentemente cobertos com uma substância pulverulenta branca ou verde-acinzentada. Essa substância em pó é na verdade um óxido – uma camada de material que se forma quando o metal enferruja.

Corrosão Intergranular

Corrosão Intergranular

Dendrito Eletrolítico

Isso acontece quando dois ou mais metais diferentes estão próximos um do outro e um eletrólito (geralmente água) está presente. O eletrólito pode causar a corrosão dos metais em taxas diferentes, resultando em uma série de minúsculas estruturas semelhantes a árvores chamadas “dendritos”.

Corrosão Dendrítica Eletrolítica

Corrosão Dendrítica Eletrolítica

Fenda

Um tipo de corrosão que ocorre quando uma pequena quantidade de líquido fica presa em um espaço entre duas superfícies metálicas. O líquido pode ser água ou qualquer outro tipo de líquido, mas deve estar presente e presente em quantidade suficiente para causar corrosão.

A corrosão por frestas ocorre com mais frequência quando há um pequeno espaço entre dois elementos em uma placa de circuito, como os condutores de um circuito integrado (CI) ou outros componentes, sem barreira para impedir a entrada de umidade.

Corrosão intersticial

Corrosão intersticial

Filiforme

Um tipo de corrosão ocorre em placas de circuito impresso que são causadas pela infiltração de umidade na placa, onde forma uma fina camada de ferrugem em traços de cobre e vias. A ferrugem se espalha a partir daí, causando um padrão “filiforme”.

Corrosão Filiforme

Corrosão Filiforme

Métodos para limpeza de PCB de corrosão

A corrosão é um dos problemas mais comuns que podem afetar as placas de circuito impresso. É causada por uma reação entre o cobre e o oxigênio do ar, que resulta na formação de uma fina camada de corrosão na superfície da placa.

Essa camada pode ser removida usando qualquer um dos vários métodos diferentes, incluindo:

Por Ar Comprimido

Usar ar comprimido para limpar placas de circuito impresso com corrosão é uma boa opção se você tiver acesso a um compressor ou se puder alugar um. Você precisará ser capaz de soprar ar pelos buracos da sua placa de circuito, por isso é mais adequado para limpeza em pequena escala.

Você também deve certificar-se de que está usando ar comprimido filtrado, pois qualquer partícula de poeira pode entupir a placa e dificultar a limpeza.

Por Ar Comprimido

Por Ar Comprimido

por pincel

A escovação é uma maneira fácil de remover a corrosão das placas de circuito impresso sem danificar nenhum dos componentes da placa. Também é barato, pois tudo que você precisa é de uma escova de dentes e um pouco de água.

Se você tiver muitos PCBs que precisam de limpeza, pode valer a pena investir em uma escova dedicada apenas para essa finalidade (e talvez até considere comprar algumas cabeças de reposição). Mas se você tiver apenas algumas tábuas que precisam ser limpas, qualquer escova de dentes velha serve.

por pincel

por pincel

Por solução de limpeza doméstica

Certifique-se de usar uma solução segura para o material da sua placa de circuito impresso. Por exemplo, se for feito de plástico, você deve usar apenas uma solução que seja segura para plástico. Você também quer ter certeza de que a solução não é muito forte ou concentrada - você quer apenas o suficiente para que possa efetivamente dissolver a corrosão sem danificar sua placa.

Para limpar a corrosão da placa de circuito impresso, basta mergulhá-la na solução de limpeza escolhida por cerca de 15 minutos. Em seguida, retire-o e limpe qualquer corrosão restante com um pano ou toalha de papel.

Por Água Deionizada

Este tipo de água é a água que foi despojada de todos os íons, incluindo sódio e cloreto. Isso significa que não há sal na água. Este tipo de água é perfeito para limpar a corrosão de placas de circuito impresso, pois não deixa resíduos nem fica preso em rachaduras, o que poderia causar danos maiores.

Esta água tem um pH de 7 e não contém íons minerais, portanto não causará mais corrosão quando aplicada à sua prancha. Você pode borrifar essa água na placa com um compressor de ar ou outro borrifador.

Por Água Deionizada

Por Água Deionizada

Por Bicarbonato De Sódio

Se você deseja limpar a corrosão de uma placa de circuito impresso, experimente o bicarbonato de sódio. Este é alcalino que pode ajudar na remoção da corrosão da superfície do PCB. Além disso, ajudará a neutralizar qualquer ácido presente na solução corrosiva.

por toalha

Recomendamos tentar usar uma toalha para limpar a corrosão. Você pode usar um pano de microfibra ou até mesmo um pano de prato comum para esfregar suavemente qualquer sujeira ou sujeira ao redor da área onde ocorreu a corrosão. Certifique-se de não esfregar com muita força - você não quer arranhar sua prancha!

por toalha

por toalha

Por Forno

Outra opção é usar um limpador de forno em sua placa. Este método funciona bem se houver apenas corrosão leve em suas placas e elas não estiverem muito danificadas por danos causados ​​pela água ou outros problemas, como curtos-circuitos. A desvantagem desse método é que pode demorar mais do que outras opções, pois exige mais tempo para secar antes de poder usá-lo novamente.

Por Forno

Por Forno

Maneiras de prevenir a corrosão PCB

Prevenção é melhor que a cura. Aqui estão algumas maneiras de prevenir a corrosão em suas placas de circuito impresso:

Procedimento de laminação controlada

Uma das melhores maneiras de prevenir a corrosão em placas de circuito impresso é usar um procedimento de laminação controlada. Neste procedimento, todos os camadas do tabuleiro são laminados juntos de uma só vez, o que cria uma vedação hermética entre as camadas. A vedação hermética evita que a água entre na placa e cause corrosão.

O procedimento de laminação controlada pode ser usado para single-sided or dupla face Pranchas. Com placas de um lado, um lado terá um adesivo em ambos os lados para que possa ser laminado com outra camada de material. As placas dupla face possuem adesivo em apenas um lado, portanto podem ser laminadas com outra camada de material ou com elas mesmas.

Máscara de solda apropriada

Para evitar corrosão nas placas de circuito impresso, é importante usar uma máscara de solda adequada.

A máscara de solda é uma camada protetora que cobre os vestígios de cobre de um PCB e os protege da corrosão causada pelo meio ambiente. Geralmente é feito com um material epóxi ou tinta à base de laca.

Planos de cobre em malha

Um plano de cobre em malha é uma camada de cobre que passa pelo meio de uma placa de circuito impresso. Essa camada ajuda a evitar a oxidação na superfície da placa e também atua como um dissipador de calor para dissipar o calor dos componentes.

Bolsas ESD para armazenamento

Uma bolsa ESD é um recipiente de armazenamento especialmente projetado que evita o acúmulo de carga eletrostática em suas placas de circuito. Se uma placa de circuito tiver carga elétrica, ela atrairá outros elétrons, o que pode causar corrosão. Uma bolsa ESD pode evitar isso bloqueando o fluxo de elétrons, para que eles não se acumulem em suas placas de circuito.

Sacos ESD

Sacos ESD

Micro-encapsulamento

Quando uma placa de circuito impresso (PCB) é fabricada, ela é revestida com uma camada de verniz que protege o circuito da oxidação e outras formas de corrosão. Essa camada protetora é chamada de “revestimento” e pode ser feita de diferentes materiais, como resina epóxi e borracha de silicone.

No entanto, esse revestimento dura apenas cerca de 10 anos antes de começar a se desgastar e se tornar ineficaz na proteção do PCB contra danos. O microencapsulamento fornece uma forma aprimorada de proteção ao aplicar várias camadas de revestimento protetor umas sobre as outras, em vez de apenas uma única camada, como os revestimentos tradicionais.

Sobremoldagem Térmica

É um processo que usa calor e pressão para criar uma fina, flexível revestimento na superfície de suas placas de circuito impresso. Este processo envolve a aplicação de um material termoplástico na superfície de um PCB. O plástico é então aquecido e moldado em torno do PCB.

Revestimento isolante

Um tipo de revestimento que é usado para proteger o qualidade e integridade das placas de circuito impresso. O revestimento conforme é uma camada fina filme que passa pela superfície de um objeto para selá-lo contra umidade, corrosão e outros fatores que podem degradar sua qualidade.

Revestimentos conformes são especialmente importantes para placas de circuito impresso porque permitem que elas mantenham sua função em uma ampla gama de ambientes. Eles podem ser aplicados em áreas expostas e não expostas e protegem contra danos causados ​​por água, umidade, poluição do ar, mudanças de temperatura ou outros fatores.

Cozimento

Este é um método de secagem da placa PCB após a sua fabricação. Isso é feito aquecendo a placa e permitindo que ela permaneça nessa temperatura por um determinado período de tempo. Esse processo remove qualquer umidade que possa estar presente na placa e ajuda a evitar que a corrosão ocorra posteriormente.

Acabamento de superfície

Revestimento de superfície é uma parte importante do processo de fabricação quando se trata de placas de circuito impresso. É necessário garantir que a superfície de seus PCBs esteja livre de qualquer contaminação que possa causar corrosão. Esse processo também pode ajudá-lo a obter um melhor desempenho em seus circuitos, tornando-os mais resistentes ao calor, umidade e outros fatores ambientais.

Estes são tipos comuns de acabamento de superfície usados ​​para evitar PCB de corrosão:

Acabamento de superfície

Acabamento de superfície

Conclusão

Pode ser decepcionante e problemático encontrar corrosão em seu PCB que não apenas diminui a estética do seu trabalho, mas também afeta sua funcionalidade. A corrosão geralmente ocorre depois de um tempo, dependendo de como você armazena suas placas de circuito ou se as está fornecendo corretamente. Por exemplo, se um PCB for deixado do lado de fora durante a chuva e não estiver protegido, existe a possibilidade de sofrer corrosão.

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