加速腐蚀试验下PCB-ENIG的腐蚀电化学行为

目的 针对化学镀镍金印制电路板(PCB-ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold Printed Circuit Board)模拟舰载机服役的海洋大气环境,研究其腐蚀电化学行为.方法 基于实测的环境数据,编制适用于电子设备的加速腐蚀试验环境谱,在实验室条件下开展加速腐蚀试验研究.采用电化学工作站定期测试分析试样的电化学阻抗谱,以电荷转移电阻Rct的倒数(1/Rct)为腐蚀速率表征参数,分析其宏观电化学行为.采用扫描Kelvin探针技术(SKP)定期测试试样表面伏打电位分布特征,以电位均值μ和标准差σ等参数表征微区电化学特性.结果 第0～1周期,电荷转移电阻Rct由217.43 k?·cm2增至283.41 k?·cm2,腐蚀速率小幅度降低,主要发生微孔腐蚀.第1～4周期,随着腐蚀周期的延长,微孔表面附着的腐蚀产物出现龟裂、剥落等现象,对腐蚀介质的阻挡作用减弱,阻抗弧半径不断减小,腐蚀速率不断增大;第4周期,Rct达到最小,仅为44.62 k?·cm2,腐蚀速率达到最大,表面伏打电位均值μ降至?381.37 mV,σ增至55.52,呈现明显的阴阳极,腐蚀倾向较大.第5～7周期,腐蚀加重,表面腐蚀产物不断积聚,形成一层较厚的腐蚀产物层,腐蚀速率不断减小;第7周期,电荷转移电阻达到最大,为311.31 k?·cm2,表面电位均值升至?256.45 mV,电位标准差较大,电位分布较为分散,说明腐蚀产物的积聚会降低腐蚀速率.结论 不同腐蚀周期,PCB-ENIG试样表面微区Kelvin电位服从正态分布;随着加速腐蚀时间的增长,PCB-ENIG腐蚀速率呈减小-增大-减小的变化规律.     

模拟海洋大气环境下PCB-HASL的腐蚀行为与机理

目的基于舰载机服役海洋环境,针对热风整平无铅喷锡印制电路板（Hot Air Solder Level Printed Circuit Board,PCB-HASL）开展加速腐蚀试验研究,揭示其腐蚀机理,表征其宏/微观腐蚀电化学行为。方法根据实测的服役海洋大气环境数据,基于编制的加速腐蚀试验环境谱,针对PCB-HASL开展了加速腐蚀试验。采用电化学工作站测试不同腐蚀周期试样的极化曲线和电化学阻抗谱,表征了腐蚀电化学机理和宏观电化学特性。采用扫描Kelvin探针技术测试了不同腐蚀周期试样表面Kelvin电位分布特征,表征了微区电化学特性。结果腐蚀第6周期时,PCB-HASL的绝缘电阻大幅度衰减,达到失效临界状态;第0～2周期,自腐蚀电流密度由1.43μA/cm²陡增至3.97μA/cm²,腐蚀速率快速增大,局部区域诱发腐蚀;第2～3周期,自腐蚀电流密度降低,腐蚀速率降低;第3～4周期,自腐蚀电流密度稍有增大,腐蚀速率稍微增加,腐蚀产物局部发生脱落;第4～7周期,自腐蚀电流密度减小,在第7周期达到最小,为0.55μA/cm²,...     

水置换型缓蚀剂对印制电路板腐蚀行为的影响及作用机理

目的 研究Super CORR-A水置换型缓蚀剂对典型印制电路板腐蚀行为的影响及其作用机理.方法 基于实测的舰载机电子设备舱环境数据,考虑印制电路板腐蚀敏感的湿热、盐雾和酸性大气等因素,编制了加速腐蚀试验环境谱,针对喷涂和未喷涂缓蚀剂的无铅喷锡印制电路板开展了14个周期的加速腐蚀试验,以宏观和微观腐蚀形貌、腐蚀损伤尺寸、接触电阻以及绝缘电阻为指标参数,表征了印制电路板腐蚀行为,分析了缓蚀剂对印制电路板腐蚀行为的影响,运用扫描Kelvin探针技术和红外光谱技术揭示了缓蚀剂腐蚀防护作用机理.结果 未腐蚀时,缓蚀剂使得印制电路板接触电阻增大0.077％～0.224％,绝缘电阻降低1.99％～4.21％,缓蚀剂对其电气性能影响很小.对于未喷涂缓蚀剂的印制电路板,第3周期,呈典型局部腐蚀现象,焊盘有1/3的面积发生腐蚀;第5周期,发生明显的均匀腐蚀,焊盘80％的面积发生腐蚀;第14周期,基材全部失去原有的光泽度,焊盘完全腐蚀,表面覆盖有一层较厚的腐蚀产物,通孔被红棕色腐蚀产物覆盖.对于喷涂缓蚀剂的印制电路板,腐蚀程度明显较轻,第14周期,插接件出现轻微的腐蚀,内部附着有浅绿色腐蚀产物.第14周期,喷涂缓蚀剂的印制电路板焊盘最大腐蚀深度和宽度分别为未喷涂缓蚀剂试样的52.5％和24.3％.第0～5周期,喷涂和未喷涂缓蚀剂印制电路板接触电阻差值较小;第5～14周期,喷涂和未喷涂缓蚀剂的印制电路板接触电阻差值逐渐增大,第14周期时,缓蚀剂使得印制电路板接触电阻变化量降低了57.20％～82.87％.第14周期,喷涂缓蚀剂印制电路板绝缘电阻大于12.5 G?,仍具有较高的绝缘性能;而未喷涂缓蚀剂的印制电路板绝缘电阻变化幅度较大,降低了2个数量级,仅为0.66～1.75 G?,基本达到失效状态.结论 Super CORR-A缓蚀剂对印制电路板初始电气性能的影响很小,缓蚀剂中含有多种官能团,具有良好的水置换能力、渗透能力和成膜能力,能有效抑制和减缓印制电路板的腐蚀,可以有效延长其使用寿命.