6.6.2.1電子工業與家用電器腐蝕防護技術的進展和發展歷程概述

    關于電子行業的腐蝕防護技術一直也是科學家關注的重點。對于生物腐蝕，適宜的環境條件引起霉菌生長，形成有機物積聚，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，在適宜條件下嚴重長霉，造成真菌對電子電路和元器件的腐蝕。地下掩體、巷道環境滿足霉菌生長的所有條件，電子裝備面臨著霉菌腐蝕的危險。海軍艦載電子設備面臨著濕熱、鹽霧、霉菌的三重考驗，因此軍用電子裝備提出了三防要求（防濕熱，防鹽霧，防霉菌），三防技術不是簡單的“工藝防護”，而是一項涉及材料、工藝、結構設計及保障方法的綜合性技術。Eimutis Juzeliunas等[5,6]對Zn和Al在青霉、黑曲霉和蕈狀桿菌環境下的腐蝕行為進行了研究，結果表明黑曲霉對Zn和Al的腐蝕作用不同。對于Zn，黑曲霉對腐蝕具有明顯的加速作用：在有黑曲霉作用的Zn表面，EIS測試的鈍化膜層電容明顯低于不受黑曲霉作用的Zn表面。對于Al，黑曲霉對腐蝕具有明顯的抑制作用，且三種霉菌的抑制作用強弱為青霉>黑曲霉>蕈狀桿菌。胡尚勤等[7]通過對槍彈的霉菌腐蝕行為研究發現瓦莎蓽粉對抑制霉菌腐蝕效果顯著。

    6.6.2.2腐蝕問題發生的部位及主要材料

    1.  腐蝕發生的部位

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

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

    印刷電路板、繼電器出點、連接器接觸部位、開關觸點、集成電路等各種功能電子元件上發生腐蝕。這些元件結構復雜，金屬種類多，元件間起絕緣或保護作用的涂層（環氧、塑料、陶瓷等）在潮濕甚至缺水的情況下，均能產生良好的離子導電性通道，金屬電偶腐蝕的傾向大。同時，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物，也會產生嚴重影響，導致電子電路和元器件早期失效。此外，當空氣中污染物（如SO2，Cl2，NO2，H2S等）的含量按微量級（10-4%）增加時，電子設備失效的可能性就會顯著增加。

    隨著人民生活水平的提高，越來越多的電器電子產品進入報廢的高峰期。廢棄電器電子產品不僅具有資源性，同時具有潛在的環境危害性。當電子信息材料被填埋后，在土壤的環境介質作用下，會造成材料腐蝕，其中重金屬成分將浸出，從而對環境造成不良影響。

    焊縫、焊合區發生的腐蝕。常見的焊料是錫鉛合金焊料，松香類焊機則是電子產品中主要的焊劑。常見的焊接復合材料是塑料，其中，在電子工藝生產中，聚酰胺、甲基丙烯酸甲酯、酚醛塑料等產品是主要成分。如殘存的焊劑不僅會腐蝕金屬，還會使絕緣性能降低，電氣短路，產生虛焊和發霉。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生反應，破壞焊縫。

    還有家電彩涂板、木質外部裝置板等等一系列的結構部件都會發生腐蝕。

    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用于電子設備中，分別作為印制電路板（PCB）導電材料、觸點接點材料、可焊鍍層材料、鉚接焊接安裝材料、設備的支撐和框架等。另外，硅銅樹脂、聚酰胺和環氧樹脂等聚合物分別作為涂層、膠囊包裝材料和黏結劑等。

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

    （1） 銅及銅合金。銅是電子設備中印制電路板的主要導電材料和電接觸結構材料，作為電接觸材料時表面通常鍍有錫、銀、金或鎳。銅對溫度、相對濕度、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協同作用時腐蝕最為嚴重，表現為均勻腐蝕。銅發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，避免銅這種主要導電材料發生腐蝕對保證電子設備的可靠性意義重大。