Comprendre la corrosion des PCB : Causes, types et prévention

Table des matières :

• Qu'est-ce que la corrosion des PCB ?
• Quels sont les types distincts de corrosion qui peuvent se produire ?
• Comment nettoyer la corrosion d'un circuit imprimé
• Utiliser du bicarbonate de soude pour nettoyer un PCB
• Comment prévenir la corrosion sur les PCB

La corrosion est l'un des principaux ennemis des circuits imprimés. Un circuit imprimé suffisamment corrodé ne fonctionnera pas, et l'avancée constante de la corrosion est inévitable. Mais pourquoi les circuits imprimés se corrodent-ils, et quelles sont certaines des causes les plus courantes de la corrosion des PCB ?

Qu'est-ce que la corrosion des PCB ?

La corrosion est le processus d'oxydation qui se produit lorsque l'oxygène se lie au métal, produisant de la rouille et provoquant l'écaillage du métal et la perte de ses précieuses propriétés chimiques. Puisque les circuits imprimés sont largement faits de métal et sont exposés à l'oxygène, ils doivent éventuellement se corroder.

Cependant, tous les métaux ne sont pas créés égaux en matière de corrosion. Certains métaux se corrodent presque immédiatement tandis que d'autres semblent ne jamais se corroder. Les métaux hautement résistants à la corrosion incluent :

• Graphite
• Or
• Argent
• Alliage cuivre-nickel

Les métaux hautement sensibles à la corrosion incluent :

• Étain plaqué
• Plomb
• Cuivre
• Nickel plaqué

Les métaux extrêmement résistants à l'acide et à la corrosion, comme l'or et l'argent, sont appelés métaux nobles, tandis que ceux qui sont sensibles à la corrosion, comme le cuivre et l'étain, sont appelés métaux de base.

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Quels sont les types distincts de corrosion qui peuvent se produire ?

Il y a plusieurs causes pour lesquelles le métal dans vos cartes de circuits se corrode. Certaines incluent :

• Atmosphérique : C'est le type de corrosion le plus standard. Le métal est exposé à l'humidité, qui contient de l'oxygène, causant une réaction où les ions métalliques se lient aux atomes d'oxygène et créent un oxyde. Le cuivre subit la corrosion atmosphérique très facilement, ce qui n'est pas un problème pour la plomberie en cuivre car le cuivre corrodé conserve ses propriétés mécaniques. Il ne conserve cependant pas sa conductivité électrique, donc c'est un gros problème pour les cartes de circuits.
• Galvanique : La corrosion galvanique se produit lorsque différents types de métaux sont en présence d'un électrolyte. Dans ces circonstances, le métal le plus résistant se corrodera en fait plus rapidement que le métal de base avec lequel il est en contact, donc quand l'or est en contact avec l'étain, par exemple, l'or se corrodiera beaucoup plus vite que d'habitude.
• Électrolytique : Dans ce type de dégradation métallique, des pistes adjacentes subissent une croissance dendritique lorsque l'humidité contaminée ioniquement infecte la tension électrique entre elles, créant des filaments métalliques qui résultent en un court-circuit.
• Fretting (corrosion par fretting) : Avec la corrosion par fretting, l'action de fermer des interrupteurs plaqués étain crée une action d'essuyage qui enlève la couche d'oxyde de surface, permettant à la couche en dessous de s'oxyder. Finalement, une rouille excessive s'accumule et empêche l'interrupteur d'activer.

Comment nettoyer la corrosion d'un circuit imprimé

Si votre PCB est corrodé par des dégâts d'eau ou une autre source, le nettoyer peut le réparer. Le nettoyage d'un circuit imprimé nécessite des articles ménagers de tous les jours que même les petites entreprises peuvent se permettre. Cependant, seule une personne avec une connaissance fondamentale de l'électronique devrait tenter de nettoyer un PCB. Le processus implique le démontage de la carte et l'évitement d'endommager les composants. Lorsque vous séparez le PCB d'un appareil électronique, restez à l'écart de l'eau et déconnectez l'appareil.

Vous pouvez utiliser une variété d'outils pour nettoyer un PCB, mais certains articles fonctionnent mieux pour éliminer la corrosion. Le nettoyage d'un circuit imprimé avec corrosion implique les matériaux suivants :

• Bicarbonate de soude : L'alcalinité et les qualités abrasives du bicarbonate de soude en font un nettoyant parfait pour les PCB corrodés. Il nettoie et neutralise les zones corrodées sans dommages.
• Eau déionisée : Lorsque vous utilisez de l'eau pour nettoyer un circuit imprimé, vous devez vous assurer qu'elle n'a pas de contaminants. Les ions dans l'eau ordinaire ont des propriétés conductrices qui dégradent l'électronique. Pendant ce temps, l'eau déionisée n'a pas de contaminants ou d'ions qui causent des dommages.
• Nettoyant ménager : Un nettoyant ménager sans phosphate peut vous aider à enlever la saleté et la corrosion efficacement. Les phosphates protègent les PCB de la corrosion, mais ils agissent aussi comme une source majeure de pollution de l'eau.
• Brosse à poils fins et doux : Si vous n'avez pas d'outil de nettoyage PCB spécialisé, une brosse à dents ou un pinceau peut aussi fonctionner. Une brosse à poils doux ne rayera pas les composants délicats de la carte.
• Serviette sans peluche : Les tissus en microfibre et autres tissus sans peluche accélèrent le processus de séchage sans laisser de particules derrière.
• Four : Un four domestique simple sèche complètement un PCB quand vous utilisez la chaleur indirecte. Ne placez jamais un circuit imprimé dans le four sans vous assurer que le four est éteint d'abord, cependant.

Utiliser du bicarbonate de soude pour nettoyer un PCB

Les matériaux listés ci-dessus peuvent restaurer les zones corrodées sur un PCB. Suivez ces étapes pour nettoyer un circuit imprimé de la corrosion :

1. Enregistrez la disposition et la configuration du PCB. N'oubliez pas de capturer chaque détail avec des notes ou une photo pour pouvoir réassembler la carte après l'avoir nettoyée.
2. Démontez les câbles et puces du PCB. Cette étape vous permet d'accéder à chaque partie corrodée de la carte.
3. Nettoyez avec du bicarbonate de soude et de l'eau distillée. Mélangez une partie de bicarbonate de soude avec deux à quatre parties d'eau jusqu'à ce qu'ils deviennent une pâte épaisse. Ensuite, utilisez votre brosse pour frotter la solution dans toutes les zones corrodées. Laissez la carte sécher pendant 20 à 30 minutes, puis rincez avec plus d'eau distillée.
4. Faites un autre passage avec le nettoyant ménager. Vaporisez toutes les parties corrodées avec le nettoyant, puis utilisez une brosse propre pour frotter à nouveau. Séchez la carte avec la serviette sans peluche.
5. Séchez le PCB au four. Réglez le four à 170 degrés, puis éteignez-le complètement une fois le préchauffage terminé. Placez le circuit imprimé dans le four pour laisser la chaleur résiduelle sécher l'humidité restante.
6. Réassemblez et testez la carte. Remettez tous les composants ensemble et voyez si le PCB fonctionne à nouveau. Utilisez une gomme pour éliminer toute corrosion résiduelle si la carte ne fonctionne toujours pas.

Comment prévenir la corrosion sur les PCB

Alors, comment pouvez-vous prévenir la corrosion des circuits imprimés ? Vous ne pouvez pas éviter la corrosion pour toujours, mais il est possible de la retarder au-delà de la durée de vie prévue du circuit imprimé. Quelles sont certaines des étapes pour faire cela ?

Votre objectif principal lorsque vous essayez de prévenir la corrosion des PCB devrait être d'éviter la contamination ionique. Exposer les composants de circuit imprimé à l'humidité avec contamination ionique est la cause principale de la corrosion des circuits imprimés. Votre première priorité devrait toujours être de garder vos circuits imprimés et leurs composants propres et secs.

Il est très important de garder cette priorité à l'esprit lors de la fabrication de vos circuits imprimés. Les fabricants devraient éviter d'obtenir des empreintes digitales ou des liquides sur les circuits imprimés et s'assurer de fabriquer les cartes dans un environnement propre et sec. Les concepteurs devraient veiller à ne pas laisser l'humidité perler sur les conducteurs exposés.

Si vous concevez des circuits imprimés pour une utilisation dans des applications où ils sont plus que susceptibles d'être exposés à des contaminants liquides — comme l'industrie automobile, l'industrie agricole ou de nombreux environnements industriels — vous devriez prendre des mesures pour protéger vos cartes des risques environnementaux auxquels elles sont susceptibles de faire face.

Garder les PCB assez propres et secs pour repousser la corrosion n'est pas difficile avec un peu de soin et d'attention. Prendre ces mesures préventives ne garantit pas qu'aucun de vos circuits imprimés ne se corrodera jamais, mais cela peut le rendre significativement moins probable. Prendre des mesures pour réduire la probabilité de corrosion aussi souvent que possible vaut invariablement l'effort.

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