謝亞光

摘要：二十一世紀(jì)是信息技術(shù)高速發(fā)展的時代，隨著信息技術(shù)核心承載部件電子元器件的集成化、小型化，所需要解決的故障和失效問題越來越多、越來越復(fù)雜，尤其是電子電器的腐蝕防護(hù)問題被日益重視。極微量的吸附液膜或腐蝕產(chǎn)物都可能會對電子元件的性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，本文分析了導(dǎo)致電子電器件腐蝕的主要環(huán)境因素和腐蝕機理，并對電子電器件的腐蝕防護(hù)技術(shù)中的深度清洗劑和防護(hù)劑的選擇和應(yīng)用提出了相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：腐蝕；防護(hù)；電子電器

1、腐蝕定義及其相關(guān)理論

腐蝕是指自然界的各種材料在周圍介質(zhì)（水、空氣、酸、堿、鹽、溶劑等）作用下產(chǎn)生損耗與破壞的過程。即物質(zhì)在化學(xué)或電化學(xué)環(huán)境下的退化，通常一種物質(zhì)會和它所處的環(huán)境之間發(fā)生反應(yīng)，這種退化過程可能會相當(dāng)復(fù)雜，所以要解決腐蝕問題就要求我們在采取措施之前應(yīng)先作大量的調(diào)查研究。事實上，腐蝕現(xiàn)象通常會有多種腐蝕形式同時存在，腐蝕會造成電子系統(tǒng)的間歇性故障，電子設(shè)備參數(shù)的未預(yù)期變化，甚至設(shè)備的完全失效。研究中發(fā)現(xiàn)，在近乎理想的環(huán)境中甚至也會出現(xiàn)一些形式的腐蝕。所以在設(shè)計時就要考慮部件在生命周期內(nèi)的防腐能力、預(yù)防措施及維護(hù)手段。

2、電子元器件環(huán)境腐蝕特點

電子元器件環(huán)境腐蝕的性質(zhì)是其金屬表面上一旦形成薄液膜則開始發(fā)生腐蝕電化學(xué)反應(yīng)，特別當(dāng)存在SO2、H2S、NOx等污染氣體，以及電子元器件中使用的有機化合物分解產(chǎn)生的氣體時，電子元器件將會加速腐蝕，從而使電器件功能喪失，進(jìn)而整體系統(tǒng)崩潰。即使在大氣環(huán)境中存在ppb級濃度的SO2、H2S、NOx有害氣體，也可能會對電子設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕，導(dǎo)致電子設(shè)備故障。某企業(yè)價值2億元的計算機主機房電路板中的鍍銀電子元器件在含硫空氣中多次快速發(fā)生腐蝕故障，致使金融數(shù)據(jù)系統(tǒng)多次崩潰，損失慘重。此外，附著在金屬表面上的含鹽的各種塵埃不僅有助于水膜的形成，而且還會加速腐蝕反應(yīng)過程。塵埃中含有SO42-、NO3-、Cl-離子等水溶性成分，塵埃附在電子元器件機構(gòu)和觸點等部位上，在相對濕度達(dá)到40%RH時即會發(fā)生腐蝕。電子元器件在使用時還處于電場和磁場共同作用下的復(fù)雜環(huán)境中，外界電場和磁場對帶電離子在薄液膜中遷移、運動以及沉積的影響十分顯著，將加速電子元器件環(huán)境腐蝕過程的發(fā)展。

3、導(dǎo)致電子產(chǎn)品腐蝕的主要環(huán)境因素

3.1溫度

從化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)的觀點來看，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率會加快，但實際溫度到底在多大程度上影響了腐蝕的速率目前并不明確，只是一個定性的關(guān)系。

3.2相對濕度

相對濕度是左右腐蝕的最大因素之一，當(dāng)與其它腐蝕因素協(xié)同作用時，腐蝕速率增大，但其它腐蝕因素即使存在但相對濕度不大時，腐蝕幾乎不發(fā)生（硫化氫環(huán)境除外）。通常相對濕度在60%左右腐蝕會加快，相對濕度超過80%腐蝕速率會急劇增大。

3.3腐蝕性氣體及含量

腐蝕性氣體及含量是左右腐蝕的另一重要環(huán)境因素，電子產(chǎn)品工作時，環(huán)境中的二氧化硫、二氧化氮、硫化氫、鹵素氣體、氨氣等都會對電子產(chǎn)品構(gòu)成危害，具體表現(xiàn)為電子產(chǎn)品中的印刷線路板（PCB）的銅箔、電阻內(nèi)部端電極、集成芯片（IC）管腳、分立半導(dǎo)體管腳、繼電器觸點、連接器接觸部位、開關(guān)的觸點等發(fā)生腐蝕，引起電子電路開路或短路，最終導(dǎo)致電子產(chǎn)品失效。

3.4海鹽霧

海鹽霧是一種氣溶膠（氣溶膠是氣體或空氣中攜帶的霧狀小液滴），主要出現(xiàn)在海上及近海地區(qū)。海鹽霧的主要腐蝕成分是氯化鈉和氯化鎂，能對金屬、電子產(chǎn)品產(chǎn)生強烈的腐蝕。

3.5粉塵

一般粉塵中通常含有硫酸根離子、硝酸根離子等水溶性成分，當(dāng)粉塵附著在電子產(chǎn)品上時，在一定的濕度下將導(dǎo)致電子產(chǎn)品發(fā)生腐蝕。另有部分粉塵還會直接導(dǎo)致電路短路的發(fā)生，如碳塵。

3.6霉菌

熱帶氣候環(huán)境隱藏著嚴(yán)重的霉菌腐蝕影響，霉菌分泌出的各種酶可破壞許多有機物和它們的衍生物，還可破壞許多礦物質(zhì)，從而影響電子產(chǎn)品的密封、絕緣，從而降低其性能甚至?xí)s短使用壽命。

4、電子電器腐蝕防護(hù)技術(shù)的研究

4.1深度清洗劑的選擇與應(yīng)用

4.1.1清洗劑的選擇要求

綜合考慮電子電器所處的酸性環(huán)境及腐蝕類型，結(jié)合常見電氣設(shè)備運行工況，提出了清潔劑產(chǎn)品參數(shù)要求，并應(yīng)同時具備清洗能力強、清洗后無殘渣、無腐蝕、無損傷等特點，確保清洗維護(hù)的安全性和清洗質(zhì)量。清洗劑參數(shù)見表1。

4.2.3深度防護(hù)劑的選擇

基于深度防護(hù)劑的性能以及經(jīng)濟性，在實際操作中，優(yōu)選BHJ01和BHJ02兩種電子電器防護(hù)劑，并對其進(jìn)行現(xiàn)場試驗及分析。為驗證該兩種不同電子電器防護(hù)劑的現(xiàn)場實用效果，選擇腐蝕環(huán)境惡劣的1#硫磺料倉，分別進(jìn)行2組現(xiàn)場腐蝕試驗：①1#硫磺料倉內(nèi)涂敷2種不同防護(hù)劑的2塊新電路板進(jìn)行為期1個月現(xiàn)場暴露對比試驗；②1#硫磺料倉空調(diào)室外機涂敷DJB-823電子隧道效應(yīng)防護(hù)劑進(jìn)行為期20個月現(xiàn)場暴露對比試驗。經(jīng)過2組對比試驗，BHJ02防護(hù)劑防護(hù)性表現(xiàn)更好。因而該凈化廠決定采用BHJ02電子電器防護(hù)劑。

5、結(jié)束語

電子設(shè)備中接點、連接件和集成電路等電子元器件具有尺寸小、形狀復(fù)雜的特點，與結(jié)構(gòu)材料相比，微量的腐蝕產(chǎn)物就可能造成失效，因此其腐蝕常常要比結(jié)構(gòu)材料的腐蝕更為嚴(yán)重。電子設(shè)備在大氣使用環(huán)境中又多在電場和磁場的作用下工作，電子元器件不僅對大氣污染物和塵埃非常敏感，而且電場和磁場會加速離子的遷移而促進(jìn)腐蝕的發(fā)展。

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（作者單位：廣東美的廚衛(wèi)電器制造有限公司）