6.6.2.1电子工业与家用电器腐蚀防护技术的进展和发展历程概述

    关于电子行业的腐蚀防护技术一直也是科学家关注的重点。对于生物腐蚀，适宜的环境条件引起霉菌生长，形成有机物积聚，从而造成电路的中断或短路等。如印制电路板上元器件引线用的聚氯乙烯套管、助焊剂残余物等，在适宜条件下严重长霉，造成真菌对电子电路和元器件的腐蚀。地下掩体、巷道环境满足霉菌生长的所有条件，电子装备面临着霉菌腐蚀的危险。海军舰载电子设备面临着湿热、盐雾、霉菌的三重考验，因此军用电子装备提出了三防要求（防湿热，防盐雾，防霉菌），三防技术不是简单的“工艺防护”，而是一项涉及材料、工艺、结构设计及保障方法的综合性技术。Eimutis Juzeliunas等[5,6]对Zn和Al在青霉、黑曲霉和蕈状杆菌环境下的腐蚀行为进行了研究，结果表明黑曲霉对Zn和Al的腐蚀作用不同。对于Zn，黑曲霉对腐蚀具有明显的加速作用：在有黑曲霉作用的Zn表面，EIS测试的钝化膜层电容明显低于不受黑曲霉作用的Zn表面。对于Al，黑曲霉对腐蚀具有明显的抑制作用，且三种霉菌的抑制作用强弱为青霉>黑曲霉>蕈状杆菌。胡尚勤等[7]通过对枪弹的霉菌腐蚀行为研究发现瓦莎荜粉对抑制霉菌腐蚀效果显著。

    6.6.2.2腐蚀问题发生的部位及主要材料

    1.  腐蚀发生的部位

    电子工业与家用、电器上用到的金属材料多、种类复杂，再加上由于人为作用的因素，其处在不同的地域、不同的自然环境条件，腐蚀发生的情况复杂多样。其腐蚀主要发生在以下部位。

    各种导电线材，电子工业与家用、电器行业中线材的主要功能是传输电能或电磁信号。电子产品中常用的线材包括：安装导线、电磁线、平排线、屏蔽线、电缆、电源导线等等。如电缆线一直暴露在自然环境中，受各种温度、湿度、大气中的气体、尘埃等干扰，产生腐蚀。

    印刷电路板、继电器出点、连接器接触部位、开关触点、集成电路等各种功能电子元件上发生腐蚀。这些元件结构复杂，金属种类多，元件间起绝缘或保护作用的涂层（环氧、塑料、陶瓷等）在潮湿甚至缺水的情况下，均能产生良好的离子导电性通道，金属电偶腐蚀的倾向大。同时，由于元器件体积小，空间密度又很大，即使元器件表面存在着微量腐蚀产物，也会产生严重影响，导致电子电路和元器件早期失效。此外，当空气中污染物（如SO2，Cl2，NO2，H2S等）的含量按微量级（10-4%）增加时，电子设备失效的可能性就会显著增加。

    随着人民生活水平的提高，越来越多的电器电子产品进入报废的高峰期。废弃电器电子产品不仅具有资源性，同时具有潜在的环境危害性。当电子信息材料被填埋后，在土壤的环境介质作用下，会造成材料腐蚀，其中重金属成分将浸出，从而对环境造成不良影响。

    焊缝、焊合区发生的腐蚀。常见的焊料是锡铅合金焊料，松香类焊机则是电子产品中主要的焊剂。常见的焊接复合材料是塑料，其中，在电子工艺生产中，聚酰胺、甲基丙烯酸甲酯、酚醛塑料等产品是主要成分。如残存的焊剂不仅会腐蚀金属，还会使绝缘性能降低，电气短路，产生虚焊和发霉。锡——铅系的焊锡由于焊剂中氯离子的作用，在高温多湿的条件下将产生反应，破坏焊缝。

    还有家电彩涂板、木质外部装置板等等一系列的结构部件都会发生腐蚀。

    2.  腐蚀材料：

    铜及铜合金、银及银合金、镍及镍合金、金及金合金、钯及钯合金、锡及锡铅合金、铝、镀锌钢材等被广泛应用于电子设备中，分别作为印制电路板（PCB）导电材料、触点接点材料、可焊镀层材料、铆接焊接安装材料、设备的支撑和框架等。另外，硅铜树脂、聚酰胺和环氧树脂等聚合物分别作为涂层、胶囊包装材料和黏结剂等。

    电子材料对环境污染物的浓度要求十分苛刻，甚至远低于对健康损害的标准量级，如SO2的最高浓度允许值为30 ppbv，而对人体健康的标准是1000 ppbv；对于H2S，相应浓度分别为10 ppbv和10000ppbv。同时，在电子电路生产中，材料中残留的少量Cl?或Br?等也可能直接导致电路腐蚀失效。电子材料的大气腐蚀机理和其它情况下的大气腐蚀一样，受相对湿度、温度和污染物（Cl?、H2S、SO2 和NOx等）等因素协同作用。电子设备中的Au、Ni、Cu、Ag、Al等经常发生均匀腐蚀，腐蚀速率的大小取决于电子元件和设备所处的环境，其中，湿度对腐蚀速率大小的影响是最显著的。在潮湿环境中，不同电极电位的金属或合金接触时还容易发生电偶腐蚀：当活性金属表面涂覆或溅射的惰性保护层有小孔或缺陷时，腐蚀性介质将接触活性金属基体而诱发腐蚀。所以，这些金属、合金、镀层和聚合物在环境中的稳定性和耐蚀性直接影响电子设备的可靠性和使用寿命。

    （1） 铜及铜合金。铜是电子设备中印制电路板的主要导电材料和电接触结构材料，作为电接触材料时表面通常镀有锡、银、金或镍。铜对温度、相对湿度、污染物（Cl?、H2S、SO2 和NOx等）和杂散电流等因素非常敏感，尤其是H2S与Cl2协同作用时腐蚀最为严重，表现为均匀腐蚀。铜发生腐蚀通常在表面生成铜的氧化膜和硫化膜。在印制电路板和集成电路模块中，避免铜这种主要导电材料发生腐蚀对保证电子设备的可靠性意义重大。