Là thành phần cốt lõi, bảng mạch một khi bị ăn mòn sẽ gây ra các bất thường trong việc truyền tín hiệu, đoản mạch và các lỗi khác, làm giảm tuổi thọ sử dụng của thiết bị một cách nghiêm trọng. Sự ăn mòn của bảng mạch là do nhiều yếu tố phối hợp với nhau. Hiểu cơ chế ăn mòn và thực hiện các biện pháp phòng ngừa có mục tiêu là rất quan trọng để đảm bảo độ tin cậy và ổn định của bảng mạch.
1, Phân tích nguyên nhân gây ăn mòn bo mạch
Sự ăn mòn của bảng mạch chủ yếu là do các yếu tố môi trường và đặc tính vật liệu của chúng. Môi trường ẩm ướt là một trong những “thủ phạm” gây ra hiện tượng ăn mòn. Nước trong không khí sẽ ngưng tụ thành màng nước trên bề mặt bảng mạch. Khi có dây dẫn kim loại trên bảng mạch, màng nước tạo thành môi trường ăn mòn điện hóa với kim loại. Nếu không khí chứa các khí ăn mòn như sunfua và clorua, các khí này sẽ hòa tan trong màng nước và đẩy nhanh quá trình ăn mòn kim loại. Ngoài ra, các vật liệu được sử dụng trong quá trình sản xuất bảng mạch như lá đồng, vật liệu hàn, v.v., nếu độ tinh khiết không cao hoặc xử lý bề mặt kém cũng sẽ làm giảm khả năng chống ăn mòn. Ví dụ: đường dây đồng không được bảo vệ tốt sẽ dễ bị ăn mòn sunfua trong môi trường ẩm ướt và chứa lưu huỳnh-, dẫn đến điện trở tăng cao và thậm chí là đứt đường dây.
2, Ứng dụng vật liệu bảo vệ
(1) Sơn phủ ba lớp
Sơn ba lớp chống thấm (chống ẩm, chống nấm mốc, chống phun muối) là vật liệu thường được sử dụng để chống ăn mòn bảng mạch. Bằng cách phun, nhúng hoặc chải, một lớp màng bảo vệ dày đặc được hình thành trên bề mặt bảng mạch để cách ly độ ẩm, khí ăn mòn và tiếp xúc với bảng mạch. Sơn chống thấm Polyurethane ba lớp có khả năng chống mài mòn tốt và linh hoạt, thích hợp cho các bảng mạch thiết bị điện tử cần rung động thường xuyên, chẳng hạn như bảng mạch bộ điều khiển điện tử ô tô; Sơn acrylic ba lớp có tốc độ khô nhanh và chi phí thấp, thường được sử dụng để bảo vệ các bảng mạch điện tử tiêu dùng thông thường. Sau khi sơn ba lớp chống thấm, khả năng chống ăn mòn của bảng mạch có thể được cải thiện đáng kể và tuổi thọ sử dụng trong môi trường khắc nghiệt có thể được kéo dài thêm 2-3 lần.
(2) Lớp phủ nano
Với sự phát triển của công nghệ vật liệu, lớp phủ nano đang dần được ứng dụng vào việc bảo vệ bảng mạch. Kích thước hạt phân tử của lớp phủ nano cực kỳ nhỏ, có thể xâm nhập vào các lỗ nhỏ trên bề mặt bảng mạch, tạo thành lớp màng bảo vệ đồng đều hơn, mỏng hơn và chắc chắn hơn. Lớp phủ nano graphene có độ ổn định và độ dẫn hóa học tuyệt vời, không chỉ ngăn ngừa ăn mòn hiệu quả mà còn cải thiện hiệu suất tản nhiệt và khả năng che chắn điện từ của bảng mạch ở một mức độ nhất định. Nó phù hợp với các thiết bị điện tử cao cấp-có yêu cầu hiệu suất cực cao, chẳng hạn như bảng mạch hàng không vũ trụ và bảng mạch máy chủ hiệu suất cao-.
3, Tối ưu hóa quy trình sản xuất
(1) Cải tiến quy trình xử lý bề mặt
Quá trình xử lý bề mặt của bảng mạch có tác động đáng kể đến hiệu suất chống ăn mòn của chúng. Sử dụng quy trình mạ vàng niken điện phân, một lớp niken đầu tiên được lắng đọng trên bề mặt bảng mạch, sau đó là một lớp vàng, có thể cách ly không khí và độ ẩm một cách hiệu quả và ngăn chặn quá trình oxy hóa của kim loại bên dưới. Lớp niken có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt, trong khi lớp vàng có tính chất hóa học ổn định và có thể chống ăn mòn từ các chất hóa học khác nhau. So với quy trình san phẳng không khí nóng truyền thống, bề mặt bảng mạch được xử lý bằng quy trình mạ vàng niken điện phân mịn hơn, khả năng hàn tốt hơn và khả năng chống ăn mòn được cải thiện đáng kể.
(2) Quy trình niêm phong và đóng gói
Đối với các bảng mạch được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như-thiết bị thăm dò biển sâu và thiết bị sản xuất hóa chất, việc sử dụng công nghệ đóng gói kín là một biện pháp bảo vệ hiệu quả. Đặt bảng mạch trong một vỏ kim loại hoặc nhựa kín và đổ đầy chất trám dẫn nhiệt vào đó không chỉ có thể ngăn chặn sự xâm nhập của các chất ăn mòn từ bên ngoài mà còn có chức năng chống sốc và tản nhiệt. Chất bịt kín nhựa epoxy thường được sử dụng để bịt kín, có khả năng cách nhiệt tốt, chống ăn mòn hóa học và độ bền cơ học, đồng thời có thể bảo vệ toàn diện cho bảng mạch.
4, Sử dụng kiểm soát môi trường
(1) Điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm
Duy trì môi trường nhiệt độ và độ ẩm ổn định để sử dụng bảng mạch có thể làm giảm nguy cơ ăn mòn một cách hiệu quả. Lắp đặt thiết bị kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm trong phòng thiết bị điện tử, trung tâm dữ liệu và những nơi khác để kiểm soát nhiệt độ môi trường ở mức 20-25 độ và độ ẩm tương đối ở mức 40% -60%. Môi trường nhiệt độ và độ ẩm ổn định có thể làm giảm sự ngưng tụ hơi nước trên bề mặt bảng mạch và ngăn chặn sự xuất hiện của ăn mòn điện hóa.
(2) Thanh lọc không khí
Điều quan trọng là phải làm sạch không khí trong môi trường có nồng độ khí ăn mòn cao, chẳng hạn như gần các nhà máy hóa chất và khu vực ven biển. Lắp đặt bộ lọc không khí để lọc các khí ăn mòn như sunfua và clorua trong không khí; Sử dụng thiết bị lọc không khí để loại bỏ các hạt bụi khỏi môi trường và tránh làm tăng tốc độ ăn mòn bảng mạch sau khi bụi hút ẩm. Ngoài ra, trong môi trường khép kín, bảo vệ nitơ có thể được sử dụng để thay thế oxy và độ ẩm trong không khí, tạo ra môi trường thiếu oxy và khô ráo, tăng cường hơn nữa khả năng chống ăn mòn của bảng mạch.