微型化和高集成的印刷電路板(PCB)環境敏感性增加,電子設備服役的熱帶海洋和熱帶雨林大氣環境更加嚴酷。霉菌屬于真菌,好氧喜濕,熱帶海洋和熱帶雨林大氣環境的濕熱條件極利于霉菌生長代謝,使得霉菌在PCB表面迅速生長繁殖。霉菌在生長繁殖過程中產生大量的菌絲體,這些菌絲體是由薄壁細胞組成,菌絲體具有很強的吸濕作用,從而使PCB長期處于潮濕狀態;霉菌絲因含有水分而具有導電性,菌絲層會越過絕緣材料形成電氣回路,造成電路短路;霉菌的附著不僅影響PCB的物理性能和電氣性能,其不均勻分布可以改變附著區域的pH值、氧含量和含鹽量等,同時微生物的生命活動以及新陳代謝產物又會嚴重影響電子設備的腐蝕過程,特別是環境、電磁、化學、生物等多種因素協同作用的影響將顯著降低PCB的可靠性,造成電子元器件性能劣化、電路短路等影響,甚至帶來巨大的經濟損失。
高密度印制電路板
曲霉屬菌在PCB HASL表面附著生長
北京科技大學腐蝕與防護中心肖葵課題組研究了熱帶雨林大氣環境中不同金屬鍍層的PCB板(PCB-Cu、PCB-ImAg、PCB-HASL和PCB-ENIG)表面附著的野生菌株進行分離純化,并結合平板沉淀方法對海洋大氣環境中的菌株進行分離純化,同時在實驗室內對PCB的微生物腐蝕行為與機理進行了研究。在熱帶雨林環境中,霉菌孢子可以在PCB表面附著并繁殖大量菌絲,加速PCB表面的腐蝕和破壞,同時發現西雙版納野生芽孢桿菌 Bacillus spp.的代謝產物和微生物膜的氧濃差電池作用,協同加速了PCB的腐蝕。在海洋大氣環境中, Aspergillus versicolor霉菌孢子附著于材料表面之后,會生長出菌絲,其分泌物中含有酸性物質,與薄液膜當中的金屬離子形成羧酸產物,促進了菌絲附著區域的金屬腐蝕;當施加10 mT的磁場時,霉菌在PCB表面的生命活動會受到明顯的抑制,從而降低了PCB的霉菌腐蝕程度,而當10 mT磁場與12 V偏壓共同施加于接種過霉菌孢子的PCB時,孢子和菌絲聚集在陽極板上,通過對Cu的腐蝕,加速了金屬的電離,最終使腐蝕產物更容易地遷移到陰極板上,霉菌的存在加速了PCB在電磁場環境中的電化學遷移。
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