在以往研究的基礎上，文中結合電路板大氣污染物防護的實際問題，從電路板典型腐蝕失效和保護涂層的涂覆薄弱點入手，探討電路板類產品應對大氣污染物的具體防護措施。

大氣污染物分類

根據ANSI／ISA－71．04的描述，影響設備工作的空氣中的污染物有固體、液體、氣體三種形態。各形態中對電路板影響較大的物質如下所述。

1）固態微粒——灰塵?；覊m中通常含有氯離子、硫酸根、硝酸根等水溶性鹽分。除了直接使設備內部金屬接插件或金屬觸點接觸不良外，還會在金屬表面促使水膜的形成。水溶性成分溶解在水膜中，將會加速金屬腐蝕的發生，導致電路板絕緣阻抗下降。若在電路板工作過程中，可能會發生更為嚴重的電偶腐蝕。

2）液態空氣污染物——鹽霧。此處描述的液態空氣污染物除了廣義上的液體外，還包含了被氣體攜帶的液體和空氣中霧化液滴狀物的氣溶膠。沿海地區的空氣中，鹽霧含量較高，主要成分是NaCl，NaCl在化學上比較不活潑，但在潮濕及有水的情況下，會產生Cl－，與Cu、Ni、Ag等金屬或合金反應。同時NaCl作為一種強電解質，在低于臨界相對濕度的情況下，可以在附著表面發生結露，離解生成Cl－，溶解在電路板表面的液膜或液滴中。在一定濃度Cl－下，電子設備開始出現局部腐蝕，隨著新的不致密腐蝕產物的出現，進一步破壞設備表面的防護層，腐蝕速率迅速增大。

3）氣態空氣污染物——S02、H2S。含硫化合物是大氣中***主要的污染物之一，大氣中H2S和SO2主要來自采礦、含硫燃料的燃燒及冶金、硫酸制造等工業過程。H2S和SO2是強可變組分，H2S在加熱情況下可分解為H2和S。排放到空氣中的SO2與潮濕空氣中的O2和水蒸氣反應，在粉塵等催化劑作用下化合生成H2SO4。

腐蝕失效機理和形態

由腐蝕引起的電化學遷移（Electrochemical migration，ECM）是電子產品腐蝕失效的主要原因。電化學遷移存在兩種不同的形式：一種是金屬離子遷移到陰極，還原沉積形成枝晶，并向陽極生長；另外一種是陽極向陰極生產的導電陽極絲（Conducting anodic filaments，CAF）。金屬的電化學遷移***終會造成電路的短路漏電流，從而造成系統的失效。

電路板出現的大氣腐蝕機制中，材料表面的吸附液膜扮演著重要角色。液膜厚度在1μm以上的腐蝕***為嚴重，液膜之下主要發生的是電化學反應。常見的電子設備在空氣中出現的腐蝕形態，可以大致分為以下幾類。

1）局部腐蝕。腐蝕集中在金屬材料表面的小部分區域內，其余大部分表面腐蝕輕微或不發生腐蝕。主要由于金屬表面狀態（涂層缺陷、化學成分等）和腐蝕介質分布的不均勻，導致電化學性不均勻，即不同的部位具有不同的電極電位，從而形成電位差，驅動局部腐蝕的產生。在局部腐蝕過程中，陽極區域和陰極區域區別明顯，通常形成小陽極大陰極的組態，陽極腐蝕嚴重。

2）微孔腐蝕。一種特殊的局部腐蝕，常見于鍍金元件上的特殊電偶腐蝕。由于鍍層表面微孔或其他缺陷的存在，中間過渡層甚至基體金屬暴露在大氣中，Au與其他金屬形成大陰極小陽極的電偶對，發生電化學腐蝕。腐蝕產物的出現進一步導致表面缺陷的增大，***終導致鍍層破壞。受接觸表面微孔腐蝕產物的影響，腐蝕區域將表現出較高的接觸阻抗和相移。

3）電解腐蝕。在相鄰導體間距較近且存在偏壓的情況下，將形成較強的電場。若此時導體存在液膜，電位較高的導體將會被溶液電解，形成的離子向另一導體遷移，導致導體間絕緣性能迅速下降，破壞導體，***終導致設備失效。

典型腐蝕與防護

電路板典型腐蝕失效

電路板上會用到多種物料，物料的選型對于腐蝕反應的發生有重要影響。以工程實際中遇到的厚膜電阻硫化、SMD LED兩種典型硫化失效和印制板銅腐蝕為例，比較不同器件封裝結構和材料選擇對電路板抗腐蝕能力的影響。

1）厚膜貼片電阻硫化腐蝕。厚膜電阻的面電極含有銀元素，銀元素暴露在空氣中極易與硫發生化學反應。如果外部保護層和電鍍層沒有緊密結合，則面電極會與空氣中的硫接觸。當空氣中含有大量含硫化合物時，銀與硫化物反應生成硫化銀，由于硫化銀不導電，且體積比銀大，在化合后，體積膨脹，導致原先銀層的斷層，電阻值逐漸增大，直至斷路。為了防止厚膜電阻硫化，可選用抗硫化能力強的電阻。在面電極上涂覆保護層，通過導入不含Ag、且具有導電性的硫化保護層，從而保護上面電極，******杜絕硫化的通路。典型抗硫化電阻封裝結構如圖1所示。通過1年的對比應用試驗表明，電阻硫化失效率大大降低，新封裝結構的厚膜電阻具有良好的抗硫化作用。