به عنوان یک جزء اصلی، برد مدار، پس از خوردگی، باعث ناهنجاری های انتقال سیگنال، اتصال کوتاه و سایر خطاها می شود که به طور جدی عمر مفید تجهیزات را کاهش می دهد. خوردگی بردهای مدار در اثر عوامل متعددی که با هم کار می کنند ایجاد می شود. درک مکانیسم خوردگی و انجام اقدامات پیشگیرانه هدفمند برای اطمینان از قابلیت اطمینان و پایداری بردهای مدار بسیار مهم است.
1، تجزیه و تحلیل علل خوردگی در تابلوهای مدار
خوردگی بردهای مدار عمدتاً در اثر عوامل محیطی و خواص مواد خاص آنها ایجاد می شود. محیط مرطوب یکی از «مقصرین» است که باعث خوردگی می شود. آب موجود در هوا متراکم می شود و به یک لایه آب روی سطح برد مدار تبدیل می شود. هنگامی که هادی های فلزی روی برد مدار وجود دارد، فیلم آب یک محیط خوردگی الکتروشیمیایی با فلز تشکیل می دهد. اگر هوا حاوی گازهای خورنده مانند سولفید و کلرید باشد، این گازها در لایه آب حل می شوند و فرآیند خوردگی فلزات را تسریع می کنند. علاوه بر این، موادی که در فرآیند ساخت بردهای مدار استفاده می شوند مانند فویل مس، لحیم کاری و ... در صورتی که خلوص آنها زیاد نباشد و یا عملیات سطحی آنها ضعیف باشد، مقاومت به خوردگی آنها را نیز کاهش می دهد. برای مثال، خطوط مسی که به خوبی محافظت نمیشوند، در محیطهای مرطوب و حاوی گوگرد{7}در معرض خوردگی سولفید هستند که منجر به افزایش مقاومت و حتی شکستن خطوط میشود.
2، استفاده از مواد محافظ
(1) سه پوشش رنگ اثبات شده
رنگ سه گانه (ضد رطوبت-ضد قالب، اسپری ضد نمک) ماده ای است که معمولاً برای جلوگیری از خوردگی بردهای مدار استفاده می شود. با پاشیدن، غوطه ور کردن یا برس زدن، یک لایه محافظ متراکم روی سطح برد مدار تشکیل می شود تا رطوبت، گازهای خورنده و تماس با برد مدار را جدا کند. رنگ سه پروف پلی اورتان دارای مقاومت سایش و انعطاف پذیری خوبی است، مناسب برای بردهای مدار دستگاه های الکترونیکی که نیاز به لرزش مکرر دارند، مانند تخته های مدار واحد کنترل الکترونیکی خودرو. رنگ سه پروف اکریلیک دارای سرعت خشک شدن سریع و هزینه کم است و معمولاً برای محافظت از بردهای مدار الکترونیکی مصرفی معمولی استفاده می شود. پس از اعمال رنگ سه گانه، مقاومت در برابر خوردگی برد مدار را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید و عمر سرویس در محیط های سخت را 2-3 بار افزایش داد.
(2) پوشش نانو
با توسعه فناوری مواد، پوشش های نانو به تدریج برای حفاظت از برد مدار اعمال می شود. اندازه ذرات مولکولی پوششهای نانو بسیار کوچک است، که میتواند به منافذ ریز روی سطح تختههای مدار نفوذ کند و یک لایه محافظ یکنواختتر، نازکتر و قویتر را تشکیل دهد. نانوپوشش گرافن دارای ثبات و رسانایی شیمیایی عالی است که نه تنها به طور موثر از خوردگی جلوگیری می کند، بلکه عملکرد اتلاف گرما و توانایی محافظ الکترومغناطیسی تخته های مدار را تا حدی بهبود می بخشد. این برای دستگاههای الکترونیکی پیشرفته با عملکرد بسیار بالا، مانند برد مدارهای هوافضا و بردهای مدار سرور با کارایی بالا،-مناسب است.
3، بهینه سازی فرآیند تولید
(1) بهبود فرآیند تصفیه سطح
فرآیند تصفیه سطح بردهای مدار تأثیر قابل توجهی بر عملکرد مقاومت در برابر خوردگی آنها دارد. با استفاده از فرآیند آبکاری طلای نیکل الکترولس، ابتدا یک لایه نیکل بر روی سطح صفحه مدار قرار می گیرد و به دنبال آن یک لایه طلا می تواند به طور موثر هوا و رطوبت را جدا کرده و از اکسید شدن فلز زیرین جلوگیری کند. لایه نیکل دارای مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی است، در حالی که لایه طلا دارای خواص شیمیایی پایدار است و می تواند در برابر خوردگی مواد شیمیایی مختلف مقاومت کند. در مقایسه با فرآیند تسطیح سنتی هوای گرم، سطح صفحه مدار که با فرآیند آبکاری طلای نیکل الکترولس پردازش شده است، صاف تر است، با لحیم کاری بهتر و مقاومت در برابر خوردگی به طور قابل توجهی بهبود یافته است.
(2) فرآیند آب بندی و بسته بندی
برای بردهای مدار مورد استفاده در محیطهای شدید، مانند تجهیزات اکتشاف در اعماق دریا و تجهیزات تولید مواد شیمیایی، استفاده از فناوری بستهبندی مهر و موم شده یک اقدام حفاظتی مؤثر است. قرار دادن برد مدار در یک محفظه فلزی یا پلاستیکی مهر و موم شده و پر کردن آن با درزگیر رسانای حرارتی نه تنها می تواند از نفوذ مواد خورنده از خارج جلوگیری کند، بلکه عملکرد مقاومت در برابر ضربه و اتلاف گرما را نیز دارد. درزگیر رزین اپوکسی معمولاً برای آب بندی استفاده می شود که دارای عایق خوب، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی و استحکام مکانیکی است و می تواند محافظت کاملی از بردهای مدار داشته باشد.
4، از کنترل محیطی استفاده کنید
(1) تنظیم دما و رطوبت
حفظ دما و رطوبت پایدار برای استفاده از بردهای مدار می تواند به طور موثری خطر خوردگی را کاهش دهد. تجهیزات کنترل دما و رطوبت را در اتاق های تجهیزات الکترونیکی، مراکز داده و سایر مکان ها نصب کنید تا دمای محیط در 20-25 درجه و رطوبت نسبی 40٪ -60٪ کنترل شود. یک محیط دما و رطوبت پایدار می تواند تراکم بخار آب را بر روی سطح تخته های مدار کاهش دهد و وقوع خوردگی الکتروشیمیایی را سرکوب کند.
(2) تصفیه هوا
تصفیه هوا در محیط هایی با غلظت بالای گازهای خورنده مانند نزدیک کارخانه های شیمیایی و مناطق ساحلی بسیار مهم است. فیلترهای هوا را برای فیلتر کردن گازهای خورنده مانند سولفیدها و کلریدهای موجود در هوا نصب کنید. از تجهیزات تصفیه هوا برای حذف ذرات گرد و غبار از محیط و جلوگیری از تسریع خوردگی صفحه مدار پس از جذب رطوبت گرد و غبار استفاده کنید. علاوه بر این، در یک محیط بسته، می توان از محافظ نیتروژن برای جایگزینی اکسیژن و رطوبت در هوا استفاده کرد و یک محیط کم اکسیژن و خشک ایجاد کرد و مقاومت در برابر خوردگی برد مدار را بیشتر افزایش داد.