電路板會(huì)導(dǎo)電性污染物架橋現(xiàn)象及改善

2020-05-19 12:01:49 445

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(huì)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(huì)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(shù)狀的成長(zhǎng)，是由于電氣性傳送金屬?gòu)囊粋€(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(shù)狀成長(zhǎng)故障范例，如后圖所示。

只要符合后續(xù)的狀態(tài)，樹(shù)枝形式的結(jié)晶會(huì)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(yáng)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(huì)明顯的加速。爆板剝離或空泡，這也會(huì)提升濕氣或污染物的累積，可能提升樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的成長(zhǎng)，導(dǎo)電性陽(yáng)極細(xì)絲成長(zhǎng)是一個(gè)特別的樹(shù)狀結(jié)構(gòu)成長(zhǎng)案例，后面會(huì)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(cè)試中已經(jīng)檢討過(guò)了。

樹(shù)狀的成長(zhǎng)時(shí)常是由陰極到陽(yáng)極，金屬離子的形成是由陽(yáng)極溶解所產(chǎn)生，之后沿著導(dǎo)電的通路傳送并還原析鍍?cè)陉帢O。這個(gè)析出物外型像樹(shù)枝，因?yàn)樗鼛в新拥姆种Α．?dāng)這個(gè)成長(zhǎng)物碰觸到另外一個(gè)導(dǎo)體，那里就會(huì)有一個(gè)意外的電流提升，有些時(shí)候就會(huì)損壞這個(gè)樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)，但是也可能導(dǎo)致一個(gè)電路暫時(shí)無(wú)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(huì)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(yáng)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(yáng)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(shù)枝結(jié)構(gòu)的形成，循著pH值的梯度進(jìn)行。陰陽(yáng)極間的電壓差也會(huì)影響樹(shù)枝結(jié)構(gòu)的成長(zhǎng)速率，當(dāng)陰陽(yáng)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?yáng)極間產(chǎn)生。當(dāng)金屬是不同類的時(shí)候，氧化還原腐蝕可能會(huì)在沒(méi)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(yáng)極又在有水的環(huán)境中，樹(shù)狀的成長(zhǎng)幾乎會(huì)即刻發(fā)生。一個(gè)簡(jiǎn)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(zhǎng)（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(huì)讓導(dǎo)體架橋，在自來(lái)水中會(huì)更快一點(diǎn)。

氧化還原腐蝕會(huì)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(huì)是陽(yáng)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(huì)加速這個(gè)反應(yīng)。當(dāng)陽(yáng)極相較于陰極非常的小，它的腐蝕可能會(huì)非常的快速。相反的如果陽(yáng)極比陰極大很多，腐蝕就未必會(huì)如何嚴(yán)重，特別是如果電位的差異小的時(shí)候。