Qu’est-ce que la corrosion des PCB ? Et quelles sont les causes de la corrosion des PCB ?

Qu’est-ce que la corrosion des PCB ?

La corrosion est le processus par lequel le PCB réagit chimiquement avec l'environnement et perd ses performances. La corrosion peut causer de nombreux problèmes dans le PCB, tels qu'un court-circuit, une capacité de courant réduite, une résistance accrue, etc.

La corrosion est le processus d'oxydation qui se produit lorsque l'oxygène se combine à un métal, produisant de la rouille et provoquant le décollement du métal et la perte de ses précieuses propriétés chimiques. Étant donné que les PCB sont principalement constitués de métal et exposés à l’oxygène, ils sont vulnérables à la corrosion.

Cependant, tous les métaux ne sont pas égaux face à la corrosion.

Les métaux hautement corrosifs comprennent :

· graphite

· or

· argent

· Alliage cuivre-nickel

Les métaux facilement corrosifs comprennent :

· étamage

· guide

· cuivre

· Nickelage

Qu’est-ce qui cause la corrosion des PCB ?

1. Électrolyte

Lorsqu'un courant électrique est appliqué à un conducteur, un champ électrique est généré, ce qui peut faire circuler des électrons d'une borne à l'autre du circuit. laissant derrière eux des ions/particules chargées, qui sont attirés par la surface du conducteur et y adhèrent, provoquant une corrosion, un processus appelé migration électrochimique.

Cette migration se produit généralement en présence d’un électrolyte dont le plus courant est l’eau.

2. Eau

L'eau pénètre dans le métal du PCB, qui est particulièrement sujet à la corrosion, et s'il n'est pas contrôlé, pénètre dans d'autres parties du PCB, cela peut causer de graves dommages.

3. Humidité

Si l'humidité de l'air est trop élevée, cela entraînera l’oxydation du matériau utilisé dans le PCB.

4. Résidu de flux

Les résidus de flux sont principalement laissés pendant le processus de soudage, généralement composés de produits chimiques tels que le borax, la presse chlorée et l'acétate de plomb, ce qui corrodera la trace de cuivre sur le PCB, et plus la corrosion est longue, plus elle est grave.

Savez-vous quels sont les types de corrosion des PCB ?

1. Corrosion d’attaque générale (corrosion atmosphérique ou corrosion uniforme)

Le type de corrosion le plus courant, également appelé corrosion atmosphérique ou corrosion uniforme, est généralement provoqué par une réaction chimique entre l’oxygène/l’humidité de l’air et le cuivre.

Les attaques de corrosion générales conduisent à la formation d'oxyde de cuivre, une faible conductivité peut causer des problèmes avec le PCB, mais les propriétés mécaniques restent les mêmes, ce qui est généralement facile à diagnostiquer et à prévenir.

2. Corrosion locale

· Corrosion filiforme

L'humidité pénétrant sous la finition de la surface peut provoquer des défauts dans le cuivre., qui ont alors le potentiel de se propager à un PCB plus large.

· Corrosion caverneuse

Les zones situées sous les composants du matériel ou du PCB peuvent se corroder dans ces espaces en raison de substances résiduelles. Les flux, les solutions de nettoyage ou d'autres contaminants présents dans ces espaces provoquent souvent ce type de corrosion.

· Piqûres corrosives

Ce type de corrosion se manifeste par des vides ou des « trous » dans le cuivre. Les réactions électrochimiques locales entraînent une détérioration, entraînant une augmentation du diamètre et de la profondeur des fosses, et finalement une défaillance. Les composés produisant de la corrosion cachent souvent des piqûres, ce qui les rend difficiles à détecter.

3. Corrosion galvanique

La corrosion galvanique, également connue sous le nom de corrosion bimétallique, se produit lorsque deux métaux différents (tels que le cuivre et le métal du composant, l'or ou l'étain) sont couplés dans un électrolyte corrosif.

Ceci est similaire à la piqûre, mais la principale différence est que la corrosion électrochimique se produit uniquement entre des métaux électrochimiquement différents lorsqu'ils sont en contact électrique et que les métaux sont tous deux exposés à l'électrolyte.

4. Formation de dendrites électrolytiques

Lorsqu’il y a une contamination ionique dans l’eau, des dendrites se forment sur la ligne de trace de cuivre. Lorsque la trace de cuivre adjacente développe des dendrites, elle peut provoquer un court-circuit et provoquer une défaillance du PCB.

5. Corrosion intergranulaire

La corrosion intergranulaire se produit lorsqu'il y a des produits chimiques sur les joints de grains des traces de cuivre. Les joints de grains contiennent généralement des impuretés plus élevées qui sont plus sensibles à ce type de corrosion.

6. Corrosion des résidus de résistance à la soudure

Les résidus de flux issus du soudage ont toujours été une cause majeure de corrosion. Le flux est très important dans le processus de soudage car il empêche l’oxydation pendant le soudage.Le flux réduit en fait les oxydes métalliques qui se forment au niveau des contacts électriques de la soudure en raison du chauffage.Le flux améliore également le mouillage du cordon sur le patin.

Les matériaux de flux plus anciens contiennent des produits chimiques corrosifs, tels que le chlore, et les résidus doivent être enlevés après le soudage. Les flux plus récents utilisent des acides organiques qui se décomposent à haute température.

Lors du soudage par refusion de composants, il n'y a généralement aucun résidu de résistance de soudure.Mais avec le brasage à la vague, il est peu probable que le flux atteigne la température nécessaire pour décomposer l'acide. Tout résidu de flux restant est acide et hautement corrosif.

7. Corrosion de contact

Dans la corrosion de contact, l'action d'éteindre l'interrupteur de soudage produit une action d'essuyage qui élimine la couche d'oxyde de surface et oxyde la couche sous-jacente. Finalement, trop de rouille peut s’accumuler et empêcher l’activation de l’interrupteur.

Comment prévenir la corrosion des PCB？

1.Couvrir le PCB avec un revêtement conforme

Dans les cas où il n'est pas possible d'encapsuler le PCB dans le boîtier, des revêtements de protection peuvent être utiles.Différentes formes de revêtement de protection, telles que la simple résistance aux soudures, le revêtement par pulvérisation en aérosol ou le revêtement en résine époxy, constituent des mesures de protection efficaces contre la corrosion.Cependant, pour les PCB dont les composants génèrent de la chaleur, de tels revêtements de protection devront peut-être être appliqués judicieusement afin de ne pas gêner la gestion de la chaleur.

2. Gardez le PCB au sec

Faites de votre mieux pour éviter l'humidité autour du PCB. Essayez de les conserver dans un environnement qui n’est pas affecté par l’humidité.

3. Empêcher l'électrolyte de mouiller le PCB

En empêchant l'humidité ou d'autres liquides d'atteindre le PCB, la corrosion des PCB peut être efficacement évitée. Il existe de nombreuses façons d'y parvenir, par exemple en plaçant le PCB dans un boîtier présentant le bon indice de protection IP.

4. Élimine efficacement les résidus de flux sur le PCB

Les matériaux de flux plus anciens sont connus pour produire du chlore ou d'autres halogènes nocifs, ce qui peut provoquer des piqûres de traces de cuivre à moins que le matériau de flux ne soit retiré après le processus de soudage. Cependant, les acides organiques contenus dans les nouveaux flux ne contiennent pas d'halogènes et se décomposent à des températures plus élevées, comme lors du soudage par refusion.Cependant, le circuit imprimé brasé à la vague peut ne pas atteindre la température de décomposition et les résidus de flux résiduels peuvent devoir être soigneusement nettoyés manuellement pour éviter la corrosion de l'espace.

5.10 meilleure technologie de protection contre la corrosion des PCB

Dans de nombreux cas, les développeurs choisissent de ne pas protéger la carte de la corrosion.Par exemple, les prototypes ou les assiettes jetables qui seront utilisées immédiatement ne sont généralement pas protégés contre

corrosion.Cependant, il serait peut-être préférable de développer une sorte de protection contre la corrosion des PCB pour toutes les cartes, et le tableau suivant répertorie 10 technologies de protection contre la corrosion des PCB.

La méthode de protection contre la corrosion des PCB la plus efficace
Numéro de série	Méthode de protection contre la corrosion	Scène	Description
1	Suivre une procédure de laminage contrôlée	Fabrication	Au cours de cette étape importante de fabrication, un déshydratant doit être utilisé et le personnel doit porter des vêtements de protection.
2	Utilisez une couche d'arrêt de soudure appropriée	Fabrication	Les bouchons de soudure sont un élément de protection sous-estimé dans la construction de circuits imprimés. Cependant, le type de couche d'arrêt de soudure est important et doit être choisi de manière appropriée en fonction des considérations de conception.
3	Utilisez un plan de cuivre maillé	Fabrication	Les surfaces en cuivre réticulées offrent également une bonne option. Elles empêchent l'humidité de se déplacer entre les plans stratifiés.
4	Utiliser un traitement de surface	Fabrication	La meilleure façon de protéger la carte entre la fabrication et l'assemblage est d'utiliser un traitement de surface, ENIG étant l'option la plus populaire mais en aucun cas la seule.
5	Cuire	Fabrication	Pour éliminer l'humidité, la planche doit être cuite après l'assemblage
6	Utilisez de la peinture tri-proof	Fabrication	Les revêtements conformes réglementés par l'IPC (principalement dans IPC-CC830B et IPC-A-610) doivent également être utilisés. Ceci est particulièrement applicable s'il sera utilisé dans des environnements dangereux.
7	Utiliser un moulage secondaire à chaud	Fabrication	Une autre option est le formage secondaire thermique ou l'emballage. Ceci est idéal pour les environnements à haute température.
8	Utiliser la microencapsulation	Fabrication	La microencapsulation est l'encapsulation de certains des composants ou éléments de carte les plus sujets à la corrosion.
9	Utilisez un sac ESD pour le stockage	Fabrication	Le circuit imprimé doit toujours être stocké dans un sac ESD pour une isolation électromagnétique.Ces sacs peuvent également aider à prévenir l’accumulation d’humidité
10	Monter la carte dans le boîtier	Fabrication	Les plaques de montage dans le boîtier peuvent également assurer une protection ;Cependant, il doit être bien ventilé pour éviter l'accumulation d'humidité.

Comment éliminer la corrosion sur le PCB - réactifs chimiques courants ?

1.Air comprimé

L'air comprimé est un outil assez courant pour nettoyer les produits électroniques. Pour des réparations simples, l'air comprimé constitue un moyen discret d'éliminer toute poussière de l'intérieur d'un appareil électronique ou d'une machine et de la souffler.Utilisez un jet court pour injecter de l’air dans l’évent. Si vous n'êtes pas satisfait de la poussière retirée, vous pouvez ouvrir l'appareil à l'aide d'un tournevis et intervenir autour de l'ensemble en nettoyant soigneusement le circuit à l'air.

2.Le bicarbonate de soude

Vous pouvez utiliser du bicarbonate de soude pour éliminer la corrosion des PCB. Le bicarbonate de soude contient du bicarbonate de sodium, qui agit sur la saleté et la poussière des PCB, décomposant la saleté en petites particules.Les propriétés légèrement abrasives de l’eau gazeuse peuvent éliminer la corrosion sans aucun effet secondaire.

3. Eau désionisée

Lorsque vous nettoyez un circuit imprimé avec de l’eau, vous devez vous assurer qu’il est exempt de contaminants.Les ions présents dans l’eau ordinaire ont des propriétés conductrices qui réduisent les propriétés des électrons. Dans le même temps, l’eau déminéralisée ne contient aucun contaminant ni ion nocif.

4. Eau distillée

Puisqu’il n’y a pas d’ions qui conduisent l’électricité vers les appareils électroniques, l’eau distillée surpasse toute autre forme de liquide lorsqu’il s’agit de mélanger des solutions de nettoyage. L'eau distillée est spécialement traitée pour éliminer les contaminants nocifs afin de ne pas endommager le PCB.

Il peut également être rapidement contaminé par la saleté des mains ou de l'air, et doit être conservé dans de l'eau distillée scellée lorsqu'il n'est pas utilisé et évité à mains nues.

5. Alcool isopropylique

Lorsqu'il s'agit de nettoyants chimiques, l'alcool isopropylique ou l'alcool à friction peuvent éliminer toutes sortes de saletés, débris, flux et rouille du circuit imprimé.L'alcool isopropylique est un bon nettoyant pour PCB car il est bon marché et s'évapore rapidement.Il y a moins de produits chimiques dans l’alcool que dans d’autres nettoyants utilisés à des fins similaires.

Il est important que la teneur en alcool isopropylique utilisée pour nettoyer le circuit imprimé soit de 90 % ou plus.Des concentrations élevées d'alcool isopropylique peuvent provoquer des effets néfastes au contact du corps, alors assurez-vous de le manipuler avec précaution et utilisez des gants et des lunettes en latex.

Étapes pour éliminer la corrosion des PCB

Après avoir préparé tous les nettoyants et outils nécessaires au fonctionnement de la carte, vous pouvez suivre les étapes indiquées pour nettoyer la corrosion sur la carte :

1. Allumez d’abord l’équipement ou les appareils électriques donnés et le PCB à distance en débranchant toutes les connexions et l’alimentation.

2. Enregistrez la disposition et la configuration du PCB, vous devez vous souvenir de chaque détail, car après le nettoyage, vous devez également réassembler le PCB.

3. Lors de l'utilisation du bon outil, vous devez vérifier le manuel d'utilisation pour l'utilisation correcte de l'outil.

4. Après avoir retiré le circuit imprimé, utilisez une solution de nettoyage telle que de l'alcool isopropylique ou une solution de bicarbonate de soude.

5.Maintenant, utilisez une brosse douce pour l'appliquer sur le circuit imprimé, puis continuez à l'appliquer jusqu'à ce que la rouille et la poussière deviennent molles.

6. Vous pouvez ensuite utiliser une brosse pour enlever la saleté, puis utiliser de l'eau distillée pour éliminer la poussière et la corrosion restantes.

7. S'il y a encore une corrosion importante sur la planche, vous pouvez appliquer davantage d'alcool isopropylique, car c'est un agent plus puissant.

8. Enfin, nettoyez avec un tapis en microfibre et séchez le circuit imprimé à l'aide d'un sécheur d'air, puis réinstallez-le dans l'équipement électrique pour éliminer toute corrosion.