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電路板會導(dǎo)電性污染物架橋現(xiàn)象及改善

作者:sdxyx    發(fā)布時(shí)間:2022-10-18 08:28:35    瀏覽量:

由導(dǎo)電鹽類所形成的架橋電路,可能發(fā)生在電路板電鍍、電路板蝕刻或是助焊劑殘留在電路板上的狀況,這些離子殘留在濕的環(huán)境下是很好的導(dǎo)體。它們會在兩個(gè)導(dǎo)體間產(chǎn)生離子遷移,同時(shí)在絕緣體的表面形成短路。腐蝕性的副產(chǎn)品如:氯及硫的鹽類會在生產(chǎn)環(huán)境中形成,它們是一種化學(xué)的型式同時(shí)可能導(dǎo)致短路。一個(gè)這種類型的故障范例,如后圖所示。發(fā)生樹狀的成長,是由于電氣性傳送金屬從一個(gè)導(dǎo)體到另外一個(gè),因此也被描述為電氣性金屬擴(kuò)散遷移,樹狀成長故障范例,如后圖所示。


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只要符合后續(xù)的狀態(tài),樹枝形式的結(jié)晶會在表面上形成(包含空洞的內(nèi)側(cè)表面):
?持續(xù)性的液體水膜,幾個(gè)分子以上的厚度
?曝露的金屬,特別是錫、鉛、銀或銅這些可能在陽極被氧化的金屬
?低直流電的的電氣性偏壓

只要有水解性的離子污染物存在(例如:從助焊劑殘留或高分子釋出的鹵素及酸),這種現(xiàn)象就會明顯的加速。爆板剝離或空泡,這也會提升濕氣或污染物的累積,可能提升樹狀結(jié)構(gòu)的成長,導(dǎo)電性陽極細(xì)絲成長是一個(gè)特別的樹狀結(jié)構(gòu)成長案例,后面會做一些討論。故障發(fā)生的時(shí)間反比于間距平方及電壓,這方面的故障機(jī)構(gòu)在加速測試中已經(jīng)檢討過了。

樹狀的成長時(shí)常是由陰極到陽極,金屬離子的形成是由陽極溶解所產(chǎn)生,之后沿著導(dǎo)電的通路傳送并還原析鍍在陰極。這個(gè)析出物外型像樹枝,因?yàn)樗鼛в新拥姆种?。?dāng)這個(gè)成長物碰觸到另外一個(gè)導(dǎo)體,那里就會有一個(gè)意外的電流提升,有些時(shí)候就會損壞這個(gè)樹枝狀結(jié)構(gòu),但是也可能導(dǎo)致一個(gè)電路暫時(shí)無功能或損傷了元件。已經(jīng)被提出的故障模式是,當(dāng)吸收了濕氣就會產(chǎn)生一個(gè)電化學(xué)電池。后續(xù)的銅電極反應(yīng)
范例:
陽極:Cu — Cun+ + ne
H2O — 1/2 O2 + 2H+ + 2e_
陰極:H2O + e — 1/2H2 + OH-

此處主要的漏電的原因是由于水的電解,銅金屬在陽極溶解同時(shí)擴(kuò)散遷移到陰極,到達(dá)該處就不再是可溶的了。樹枝結(jié)構(gòu)的形成,循著pH值的梯度進(jìn)行。陰陽極間的電壓差也會影響樹枝結(jié)構(gòu)的成長速率,當(dāng)陰陽極是同種金屬(如:銅),盡管濕氣與空氣的介入也有一些影響,但是初期的電壓差主要是決定于施加的偏壓。腐蝕可能因?yàn)橛辛芽p而加速,也可能因?yàn)橛醒鯘舛炔町惗陉庩枠O間產(chǎn)生。當(dāng)金屬是不同類的時(shí)候,氧化還原腐蝕可能會在沒有偏壓的狀態(tài)下發(fā)生。

如果存在著一個(gè)施加的偏壓,陰陽極又在有水的環(huán)境中,樹狀的成長幾乎會即刻發(fā)生。一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)就可以證明這種觀點(diǎn),只要施加6-V的偏壓在兩導(dǎo)體間就足夠誘導(dǎo)快速的成長(可以用低倍率的顯微鏡觀察),即便是在蒸餾水或是去離子水中仍然會讓導(dǎo)體架橋,在自來水中會更快一點(diǎn)。

氧化還原腐蝕會發(fā)生在不類同的金屬間,因?yàn)樗鼈兙哂胁煌碾娮佑H和力(也就是它們具有的高低負(fù)電性傾向)。當(dāng)金屬彼此接近,較偏貴金屬端的呈現(xiàn)陰極行為另外一個(gè)就會是陽極,濕氣則是偶合兩金屬電氣性的必要元素。一般并不需要施加偏壓,但是如果極性是正確的可能會加速這個(gè)反應(yīng)。當(dāng)陽極相較于陰極非常的小,它的腐蝕可能會非常的快速。相反的如果陽極比陰極大很多,腐蝕就未必會如何嚴(yán)重,特別是如果電位的差異小的時(shí)候。

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