Ursachen von PCB-Korrosion

Inhaltsverzeichnis:

• Was ist PCB-Korrosion?
• Was sind die unterschiedlichen Arten von Korrosion, die auftreten können?
• So reinigen Sie eine Leiterplatte von Korrosion
• Verwenden von Backpulver zum Reinigen einer Leiterplatte
• Korrosion auf Leiterplatten verhindern

Korrosion ist einer der größten Feinde von Leiterplatten. Eine ausreichend korrodierte Leiterplatte wird nicht funktionieren, und das stetige Fortschreiten der Korrosion ist unvermeidlich. Aber warum korrodieren Leiterplatten und was sind einige der häufigsten Ursachen für PCB-Korrosion?

Was ist PCB-Korrosion?

Korrosion ist der Oxidationsprozess, der auftritt, wenn sich Sauerstoff mit Metall verbindet, Rost entsteht und das Metall abplatzt und seine wertvollen chemischen Eigenschaften verliert. Da Leiterplatten größtenteils aus Metall bestehen und Sauerstoff ausgesetzt sind, müssen sie irgendwann korrodieren.

Allerdings sind nicht alle Metalle gleich, wenn es um Korrosion geht. Einige Metalle korrodieren fast sofort, während andere scheinbar nie korrodieren. Zu den hochkorrosionsbeständigen Metallen gehören:

• Graphit
• Gold
• Silber
• Kupfer-Nickel-Legierung

Zu den Metallen, die sehr korrosionsanfällig sind, gehören:

• Verzinntes Blech
• Führung
• Kupfer
• Vernickelt

Metalle, die extrem säure- und korrosionsbeständig sind, wie Gold und Silber, werden als Edelmetalle bezeichnet, während korrosionsanfällige Metalle wie Kupfer und Zinn als unedle Metalle bezeichnet werden.

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Was sind die unterschiedlichen Arten von Korrosion, die auftreten können?

Es gibt mehrere Ursachen, warum das Metall in Ihren Leiterplatten korrodiert. Einige beinhalten:

• Atmosphärisch: Dies ist die gebräuchlichste Korrosionsart. Metall wird Feuchtigkeit ausgesetzt, die Sauerstoff enthält, was eine Reaktion auslöst, bei der sich die Metallionen mit den Sauerstoffatomen verbinden und ein Oxid bilden. Kupfer erfährt sehr leicht atmosphärische Korrosion, was für Kupferinstallationen kein Problem darstellt, da korrodiertes Kupfer seine mechanischen Eigenschaften behält. Es behält jedoch seine elektrische Leitfähigkeit nicht bei, was ein großes Problem für Leiterplatten darstellt.
• Galvanisch: Galvanische Korrosion tritt auf, wenn verschiedene Arten von Metallen in Gegenwart eines Elektrolyten sind. Unter diesen Umständen korrodiert das widerstandsfähigere Metall tatsächlich schneller als das unedlere Metall, mit dem es in Kontakt kommt. Wenn also beispielsweise Gold mit Zinn in Kontakt kommt, korrodiert das Gold viel schneller als gewöhnlich.
• Elektrolyt: Bei dieser Art der Metallzersetzung erfahren benachbarte Spuren Dendritenwachstum, wenn ionisch kontaminierte Feuchtigkeit die elektrische Spannung zwischen ihnen infiziert und Metallsplitter erzeugt, die zu einem Kurzschluss führen.
• Ärgern: Bei Reibkorrosion erzeugt das Schließen von gelöteten Schaltern eine Wischwirkung, die die oberflächliche Oxidschicht entfernt und die darunter liegende Schicht oxidieren lässt. Schließlich baut sich übermäßiger Rost auf und verhindert, dass der Schalter aktiviert wird.

Wie man eine Leiterplatte von Korrosion befreit

Wenn Ihre Leiterplatte durch Wasserschäden oder aus einer anderen Quelle korrodiert wird, kann eine Reinigung sie reparieren. Die Reinigung einer Leiterplatte erfordert alltägliche Haushaltsgegenstände, die sich auch kleine Unternehmen leisten können. Allerdings sollte nur jemand mit grundlegenden Elektronikkenntnissen versuchen, eine Leiterplatte zu reinigen. Der Prozess beinhaltet die Demontage der Platine und die Vermeidung einer Beschädigung der Komponenten. Wenn Sie die Platine von einer Elektronik trennen, halten Sie sich von Wasser fern und trennen Sie das Gerät.

Sie können eine Vielzahl von Werkzeugen verwenden, um eine Leiterplatte zu reinigen, aber bestimmte Gegenstände eignen sich am besten zur Beseitigung von Korrosion. Das Reinigen einer Leiterplatte mit Korrosion umfasst die folgenden Materialien:

• Backpulver: Die Alkalität und die abrasiven Eigenschaften von Backpulver machen es zu einem perfekten Reiniger für korrodierte Leiterplatten. Es reinigt und neutralisiert alle korrodierten Stellen ohne Schaden.
• Deionisiert Wasser: Wenn Sie eine Leiterplatte mit Wasser reinigen, müssen Sie sicherstellen, dass sie frei von Verunreinigungen ist. Die Ionen in normalem Wasser haben leitfähige Eigenschaften, die die Elektronik beeinträchtigen. Deionisiertes Wasser hingegen enthält keine Verunreinigungen oder Ionen, die Schäden verursachen.
• Haushaltsreiniger: Ein phosphatfreier Haushaltsreiniger kann Ihnen dabei helfen, Schmutz und Korrosion effektiv zu entfernen. Phosphate schützen PCB vor Korrosion, sind aber auch eine wichtige Quelle für Wasserverschmutzung.
• Dünne Bürste mit weichen Borsten: Wenn Sie kein spezielles PCB-Reinigungswerkzeug haben, kann auch eine Zahnbürste oder ein Pinsel funktionieren. Eine Bürste mit weichen Borsten zerkratzt die empfindlichen Komponenten des Boards nicht.
• Flusenfreies Handtuch: Tücher aus Mikrofaser und anderen fusselfreien Stoffen beschleunigen den Trocknungsprozess, ohne Partikel zu hinterlassen.
• Ofen: Ein einfacher Haushaltsofen trocknet eine Leiterplatte gründlich, wenn Sie indirekte Hitze verwenden. Legen Sie jedoch niemals eine Platine in den Ofen, ohne vorher sicherzustellen, dass der Ofen ausgeschaltet ist.

Verwenden von Backpulver zum Reinigen einer Leiterplatte

Die oben aufgeführten Materialien können korrodierte Bereiche auf einer Leiterplatte wiederherstellen. Befolgen Sie diese Schritte, um eine Leiterplatte von Korrosion zu befreien:

1. Notieren Sie das Layout und die Konfiguration der Leiterplatte. Denken Sie daran, jedes Detail mit Notizen oder einem Bild festzuhalten, damit Sie das Board nach der Reinigung wieder zusammenbauen können.
2. Zerlegen Sie die Kabel und Chips der Platine. Mit diesem Schritt können Sie auf jeden korrodierten Teil der Platine zugreifen.
3. Mit Natron und destilliertem Wasser reinigen. Kombinieren Sie einen Teil Natron mit zwei bis vier Teilen Wasser, bis sie eine dicke Paste werden. Verwenden Sie dann Ihre Bürste, um die Lösung in alle korrodierten Bereiche zu schrubben. Lassen Sie das Brett 20 bis 30 Minuten trocknen und spülen Sie es dann mit mehr destilliertem Wasser ab.
4. Verwenden Sie den Haushaltsreiniger, um einen weiteren Durchgang durchzuführen. Sprühen Sie alle korrodierten Teile mit dem Reiniger ein und schrubben Sie dann erneut mit einer sauberen Bürste. Tupfen Sie das Brett mit dem fusselfreien Tuch trocken.
5. Trockne die Leiterplatte im Ofen. Stellen Sie den Ofen auf 170 Grad ein und schalten Sie ihn dann vollständig aus, sobald er mit dem Vorheizen fertig ist. Legen Sie die Platine in den Ofen, damit die verbleibende Hitze die verbleibende Feuchtigkeit trocknen kann.
6. Bauen Sie die Platine wieder zusammen und testen Sie sie. Setzen Sie alle Komponenten wieder zusammen und prüfen Sie, ob die Platine wieder funktioniert. Verwenden Sie einen Radiergummi, um Restkorrosion zu entfernen, wenn die Platine immer noch nicht funktioniert.

Korrosion auf Leiterplatten verhindern

Wie können Sie also die Korrosion von Leiterplatten verhindern? Sie können Korrosion nicht für immer vermeiden, aber es ist möglich, sie über die erwartete Lebensdauer der Leiterplatte hinauszuzögern. Was sind einige der Schritte dafür?

Ihr Hauptziel beim Versuch, PCB-Korrosion zu verhindern, sollte die Vermeidung einer ionischen Kontamination sein. Das Aussetzen von Leiterplattenkomponenten an Feuchtigkeit mit ionischer Verunreinigung ist die Hauptursache für die Korrosion von Leiterplatten. Ihre erste Priorität sollte immer sein, Ihre Leiterplatten und deren Komponenten sauber und trocken zu halten.

Es ist sehr wichtig, diese Priorität bei der Herstellung Ihrer Leiterplatten im Auge zu behalten. Hersteller sollten Fingerabdrücke oder Flüssigkeiten auf Leiterplatten vermeiden und sicherstellen, dass die Leiterplatten in einer sauberen, trockenen Umgebung hergestellt werden. Konstrukteure sollten darauf achten, dass keine Feuchtigkeit auf freiliegenden Leitern abperlen kann.

Wenn Sie Leiterplatten für den Einsatz in Anwendungen entwickeln, in denen sie höchstwahrscheinlich flüssigen Verunreinigungen ausgesetzt sind – wie in der Automobilindustrie, der Agrarindustrie oder vielen industriellen Umgebungen –, sollten Sie Maßnahmen ergreifen, um Ihre Leiterplatten vor den zu schützen Umweltgefahren, denen sie wahrscheinlich ausgesetzt sind.

Leiterplatten sauber und trocken genug zu halten, um Korrosion vorzubeugen, ist mit ein wenig Sorgfalt und Aufmerksamkeit nicht schwierig. Das Ergreifen dieser vorbeugenden Maßnahmen garantiert nicht, dass Ihre Leiterplatten jemals korrodieren, aber es kann die Wahrscheinlichkeit erheblich verringern. Es lohnt sich immer, so oft wie möglich Maßnahmen zu ergreifen, um die Wahrscheinlichkeit von Korrosion zu verringern.

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