6.6.2.1電子工業(yè)與家用電器腐蝕防護(hù)技術(shù)的進(jìn)展和發(fā)展歷程概述

    關(guān)于電子行業(yè)的腐蝕防護(hù)技術(shù)一直也是科學(xué)家關(guān)注的重點(diǎn)。對(duì)于生物腐蝕，適宜的環(huán)境條件引起霉菌生長(zhǎng)，形成有機(jī)物積聚，從而造成電路的中斷或短路等。如印制電路板上元器件引線用的聚氯乙烯套管、助焊劑殘余物等，在適宜條件下嚴(yán)重長(zhǎng)霉，造成真菌對(duì)電子電路和元器件的腐蝕。地下掩體、巷道環(huán)境滿足霉菌生長(zhǎng)的所有條件，電子裝備面臨著霉菌腐蝕的危險(xiǎn)。海軍艦載電子設(shè)備面臨著濕熱、鹽霧、霉菌的三重考驗(yàn)，因此軍用電子裝備提出了三防要求（防濕熱，防鹽霧，防霉菌），三防技術(shù)不是簡(jiǎn)單的“工藝防護(hù)”，而是一項(xiàng)涉及材料、工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及保障方法的綜合性技術(shù)。Eimutis Juzeliunas等[5,6]對(duì)Zn和Al在青霉、黑曲霉和蕈狀桿菌環(huán)境下的腐蝕行為進(jìn)行了研究，結(jié)果表明黑曲霉對(duì)Zn和Al的腐蝕作用不同。對(duì)于Zn，黑曲霉對(duì)腐蝕具有明顯的加速作用：在有黑曲霉作用的Zn表面，EIS測(cè)試的鈍化膜層電容明顯低于不受黑曲霉作用的Zn表面。對(duì)于Al，黑曲霉對(duì)腐蝕具有明顯的抑制作用，且三種霉菌的抑制作用強(qiáng)弱為青霉>黑曲霉>蕈狀桿菌。胡尚勤等[7]通過(guò)對(duì)槍彈的霉菌腐蝕行為研究發(fā)現(xiàn)瓦莎蓽粉對(duì)抑制霉菌腐蝕效果顯著。

    6.6.2.2腐蝕問(wèn)題發(fā)生的部位及主要材料

    1.  腐蝕發(fā)生的部位

    電子工業(yè)與家用、電器上用到的金屬材料多、種類復(fù)雜，再加上由于人為作用的因素，其處在不同的地域、不同的自然環(huán)境條件，腐蝕發(fā)生的情況復(fù)雜多樣。其腐蝕主要發(fā)生在以下部位。

    各種導(dǎo)電線材，電子工業(yè)與家用、電器行業(yè)中線材的主要功能是傳輸電能或電磁信號(hào)。電子產(chǎn)品中常用的線材包括：安裝導(dǎo)線、電磁線、平排線、屏蔽線、電纜、電源導(dǎo)線等等。如電纜線一直暴露在自然環(huán)境中，受各種溫度、濕度、大氣中的氣體、塵埃等干擾，產(chǎn)生腐蝕。

    印刷電路板、繼電器出點(diǎn)、連接器接觸部位、開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、集成電路等各種功能電子元件上發(fā)生腐蝕。這些元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，金屬種類多，元件間起絕緣或保護(hù)作用的涂層（環(huán)氧、塑料、陶瓷等）在潮濕甚至缺水的情況下，均能產(chǎn)生良好的離子導(dǎo)電性通道，金屬電偶腐蝕的傾向大。同時(shí)，由于元器件體積小，空間密度又很大，即使元器件表面存在著微量腐蝕產(chǎn)物，也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，導(dǎo)致電子電路和元器件早期失效。此外，當(dāng)空氣中污染物（如SO2，Cl2，NO2，H2S等）的含量按微量級(jí)（10-4%）增加時(shí)，電子設(shè)備失效的可能性就會(huì)顯著增加。

    隨著人民生活水平的提高，越來(lái)越多的電器電子產(chǎn)品進(jìn)入報(bào)廢的高峰期。廢棄電器電子產(chǎn)品不僅具有資源性，同時(shí)具有潛在的環(huán)境危害性。當(dāng)電子信息材料被填埋后，在土壤的環(huán)境介質(zhì)作用下，會(huì)造成材料腐蝕，其中重金屬成分將浸出，從而對(duì)環(huán)境造成不良影響。

    焊縫、焊合區(qū)發(fā)生的腐蝕。常見(jiàn)的焊料是錫鉛合金焊料，松香類焊機(jī)則是電子產(chǎn)品中主要的焊劑。常見(jiàn)的焊接復(fù)合材料是塑料，其中，在電子工藝生產(chǎn)中，聚酰胺、甲基丙烯酸甲酯、酚醛塑料等產(chǎn)品是主要成分。如殘存的焊劑不僅會(huì)腐蝕金屬，還會(huì)使絕緣性能降低，電氣短路，產(chǎn)生虛焊和發(fā)霉。錫——鉛系的焊錫由于焊劑中氯離子的作用，在高溫多濕的條件下將產(chǎn)生反應(yīng)，破壞焊縫。

    還有家電彩涂板、木質(zhì)外部裝置板等等一系列的結(jié)構(gòu)部件都會(huì)發(fā)生腐蝕。

    2.  腐蝕材料：

    銅及銅合金、銀及銀合金、鎳及鎳合金、金及金合金、鈀及鈀合金、錫及錫鉛合金、鋁、鍍鋅鋼材等被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，分別作為印制電路板（PCB）導(dǎo)電材料、觸點(diǎn)接點(diǎn)材料、可焊鍍層材料、鉚接焊接安裝材料、設(shè)備的支撐和框架等。另外，硅銅樹(shù)脂、聚酰胺和環(huán)氧樹(shù)脂等聚合物分別作為涂層、膠囊包裝材料和黏結(jié)劑等。

    電子材料對(duì)環(huán)境污染物的濃度要求十分苛刻，甚至遠(yuǎn)低于對(duì)健康損害的標(biāo)準(zhǔn)量級(jí)，如SO2的最高濃度允許值為30 ppbv，而對(duì)人體健康的標(biāo)準(zhǔn)是1000 ppbv；對(duì)于H2S，相應(yīng)濃度分別為10 ppbv和10000ppbv。同時(shí)，在電子電路生產(chǎn)中，材料中殘留的少量Cl?或Br?等也可能直接導(dǎo)致電路腐蝕失效。電子材料的大氣腐蝕機(jī)理和其它情況下的大氣腐蝕一樣，受相對(duì)濕度、溫度和污染物（Cl?、H2S、SO2 和NOx等）等因素協(xié)同作用。電子設(shè)備中的Au、Ni、Cu、Ag、Al等經(jīng)常發(fā)生均勻腐蝕，腐蝕速率的大小取決于電子元件和設(shè)備所處的環(huán)境，其中，濕度對(duì)腐蝕速率大小的影響是最顯著的。在潮濕環(huán)境中，不同電極電位的金屬或合金接觸時(shí)還容易發(fā)生電偶腐蝕：當(dāng)活性金屬表面涂覆或?yàn)R射的惰性保護(hù)層有小孔或缺陷時(shí)，腐蝕性介質(zhì)將接觸活性金屬基體而誘發(fā)腐蝕。所以，這些金屬、合金、鍍層和聚合物在環(huán)境中的穩(wěn)定性和耐蝕性直接影響電子設(shè)備的可靠性和使用壽命。

    （1） 銅及銅合金。銅是電子設(shè)備中印制電路板的主要導(dǎo)電材料和電接觸結(jié)構(gòu)材料，作為電接觸材料時(shí)表面通常鍍有錫、銀、金或鎳。銅對(duì)溫度、相對(duì)濕度、污染物（Cl?、H2S、SO2 和NOx等）和雜散電流等因素非常敏感，尤其是H2S與Cl2協(xié)同作用時(shí)腐蝕最為嚴(yán)重，表現(xiàn)為均勻腐蝕。銅發(fā)生腐蝕通常在表面生成銅的氧化膜和硫化膜。在印制電路板和集成電路模塊中，避免銅這種主要導(dǎo)電材料發(fā)生腐蝕對(duì)保證電子設(shè)備的可靠性意義重大。