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电路板的大气污染物典型腐蚀分析及防护(三)

2020.9.29
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

硅胶多孔结构对空气中硫化物有吸附作用,PLCC表面灌注型发光二极管如果选用硅胶进行封装,则会有硫化的风险。因为硅胶具有透湿透氧的特性,空气中的硫离子易穿透硅胶分子间隙,进入LED内部,与支架镀银层发生化学反应,导致支架功能区黑化,光通量下降,直至出现死灯。如果选用环氧树脂进行封装(见图7),则能有效阻止硫离子的侵蚀。选用环氧树脂封装的LED,现场使用1年后没有发现硫化的现象。

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图7 环氧树脂封装的LED

3)印刷电路板的铜腐蚀。印刷电路板使用铜作为电气传输介质,铜腐蚀不仅会影响产品外观,更容易导致电气连接短路或断路问题。为提高电路板覆铜的抗腐蚀能力,常见的表面处理方式有:热风整平喷锡、化学镍金和化学浸银。相关研究表明,在容易产生凝露的含硫大气环境下,热风整平喷锡抗腐蚀能力最强,其次是化学镍金。

表面处理并不能完全确保电路板在恶劣环境下覆铜不被腐蚀。如图8所示,化学镍金电路板底部接地覆铜区域出现覆铜腐蚀现象,甚至被三防漆覆盖区域的过孔也出现了明显的腐蚀产物堵塞过孔。如图9所示,经过热风整平喷锡的电路板过孔出现腐蚀现象,电路板过孔位置是腐蚀现象出现的高发区域。除了改变表面处理方式和增加镀层厚度外,还应调整电路板生产和集成测试过程中的工艺参数,尤其应避免ICT测试过程中,过高探针压力破坏镀层。ICT测试压痕如图10所示。

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图8 化学镍金处理的电路板过孔腐蚀

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图9 热风整平喷锡处理的电路板过孔腐蚀

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图10 电路板ICT测试压痕

涂层涂覆

印制电路板的器件腐蚀通常从引脚或器件边缘诱发,历经表面涂层损伤、界面腐蚀扩展、金属腐蚀扩展、元器件内腔腐蚀等阶段。三防漆作为一种特殊配方的涂料,用于保护电路板免受环境的侵蚀。三防漆的种类和涂覆厚度是影响防护效果的重要因素。业内常根据GB/T 13452.2-2008测量平面位置的涂覆材料厚度,有湿膜厚度、干膜厚度的区分。IPC-A-610给出了不同类型的三防漆推荐涂覆厚度,见表1。根据实际应用,对于受控环境,可以无需涂覆三防或采用薄层涂覆工艺,涂覆厚度处于范围下限;对于不受控环境或恶劣环境,则建议采用厚层涂覆工艺,涂覆厚度处于范围上限。

表1 IPC-A-610建议涂覆厚度

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在实际生产中,发现引脚处干膜厚度有时仅能达到平面区域干膜厚度的1/3。原因是三防漆具有一定流动性,在喷涂后,受到重力和引脚间的毛细作用,器件引脚处的三防漆厚度较薄,成为三防防护的薄弱点(见图11),极易形成腐蚀。如图12所示,使用一段时间的电路板器件引脚处出现了三防漆缺失和引脚腐蚀现象。


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