Cómo prevenir la oxidación y la corrosión de una PCB

Cómo prevenir la oxidación y la corrosión de una PCB

La oxidación y la corrosión son problemas muy importantes que pueden afectar el rendimiento de las placas de circuito impreso. A continuación damos algunos consejos para evitar que las PCBs que solicites a tu fabricante no sufran estos problemas y también describimos algunos consejos sobre cómo evitarlos con el tiempo. 

La oxidación es una reacción producida durante el tiempo cuando un metal está en contacto con el oxígeno. El oxígeno está presente tanto en el aire como en el agua (también presente en la humedad). Por esta razón, en el caso de las PCBs, deben estar protegidas de estos elementos.

La oxidación puede afectar no solo estéticamente sino también al rendimiento del circuito electrónico. Al principio, cuando la PCB comienza a oxidarse, se genera una pequeña capa de óxido sobre los metales que podrían afectar eléctricamente a los circuitos, reduciendo la conductividad del metal y también, al soldar, comprometiendo el rendimiento de la soldadura. Por esta razón, la oxidación debe evitarse tanto como sea posible.

La corrosión es el siguiente nivel de la oxidación. Se produce cuando el metal, después del proceso de oxidación, comienza a formar copos y pierde las propiedades químicas. Pero la corrosión no solo puede aparecer después de una oxidación típica por el contacto del metal con el oxígeno, sino también cuando hay un contacto de diferentes metales y sus iones se combinan con el tiempo debido a procesos galvánicos o electrolíticos.

Cuando la corrosión comienza a ocurrir, hay posibilidades de que con el tiempo tu circuito electrónico pueda fallar.

A continuación, se proporcionan algunos consejos para evitar la oxidación y la corrosión de tus placas de circuito impreso desde el momento en que solicitas tus PCBs hasta que tienes tu circuito electrónico en funcionamiento.

1. Solicita un acabado en tu PCB para protegerla de la oxidación y la corrosión

El cobre es un material que sufre corrosión muy fácilmente cuando está en contacto con el aire y la humedad. Entonces necesitas pedir tu PCB con una protección para la capa de cobre. Hay muchas formas de proteger las PCBs. La capa de máscara de soldadura te ayudará a reducir las posibles oxidaciones en las partes de los circuitos donde no vas a soldar, por diferentes motivos. Primero, no estará en contacto con el medio ambiente y, en segundo lugar, el cobre que se encuentra debajo no estará en contacto con otros metales que puedan generar corrosión. Pero la máscara de soldadura no se puede usar en todos los circuitos ya que, a altas frecuencias, también afecta al buen rendimiento eléctrico.

Cuando la máscara de soldadura no se puede utilizar debido a la aplicación requerida o para los lugares en los que necesitas soldar componentes, existen otras maneras de proteger la PCB. En el mercado existen diferentes acabados que ayudan a la protección de la capa de cobre, a base de oro, plata, estaño o níquel o incluso otros sin metal como el OSP (Organic Surface Protection). Cada uno de ellos tiene sus ventajas y sus inconvenientes. La mejor opción dependerá de la aplicación, el precio que desees pagar o las condiciones ambientales en las que funcionará el circuito electrónico.

2. Evita la humedad en tus PCBs

Una vez recibas tus PCBs, pueden estar envasadas ​​al vacío. Esto es óptimo porque estarán aisladas del ambiente hasta que comiences a trabajar con ellas. A veces, esto no es posible, o incluso cuando las recibes de esta manera, tendrás que usar solo algunas de ellas, entonces el paquete ya estará abierto sin el vacío. Para evitar la oxidación y la corrosión cuando almacenas tus PCBs, tiene diferentes opciones, como volver a colocarlas en un paquete al vacío o guardarlas en un contenedor libre de humedad. Para esta última opción, hay contenedores en el mercado que reducen al mínimo la humedad del almacenamiento (cerca de 0%).

3. Hornea tus PCBs

Esta parte es muy importante si no tienes medios para almacenar tus PCBs en condiciones libres de humedad. De esta forma se eliminará la humedad de tus PCBs y tendrás mejores soldaduras que evitarán la corrosión en el futuro.

4. Utiliza una protección de PCB con una capa de recubrimiento conformado

Una vez que hayas terminado de soldar tu PCB, antes de la integración, se recomienda proteger tus placas con un revestimiento de conformación. Los recubrimientos conformados son lacas o barnices que protegen tus circuitos de la oxidación y la corrosión. Hay muchas opciones diferentes dependiendo de los componentes químicos que tienen, con sus ventajas y desventajas. Una vez se aplica, tiene que ser curado y, dependiendo del que se haya elegido, este tiempo puede ser de algunas horas o varios días. Debido a que el revestimiento de conformación no es conductor, no podrás verificar la conductividad de los voltajes, impedancias, etc. de tu placa. Y dependiendo de la conformación elegida, si se necesita una resoldadura, será fácil hacerlo solo aplicando calor con el soldador o tal vez tendrás que pelar antes la capa de conformado. Después de resoldar, tendrás que volver a aplicar barniz adicional.

Los revestimientos de conformación evitarán la oxidación y la corrosión, no solo de la PCB, sino también de los componentes que la rodean y del material de la soldadura. También ayudará a aumentar la protección de la máscara de soldadura, ya que con el tiempo, la humedad puede acceder al cobre de abajo.

El revestimiento conformado es una buena opción para aplicaciones de CC, control y baja frecuencia, pero no se recomienda para aplicaciones de alta frecuencia porque afectará al rendimiento de los circuitos. Por esta razón, no siempre se puede usar.

5. Evita que tu PCB esté en contacto con metales que puedan producir corrosión.

Debes evitar que tu placa de circuito impreso esté en contacto con metales que puedan causar corrosión. Por esta razón, se recomienda que la carcasa en la que está colocada tu circuito electrónico no tenga metales que puedan causar corrosión. Dependiendo de la aplicación y del entorno, cuando se coloque el circuito electrónico final, la carcasa puede ser de plástico, de esta forma no aparecerá corrosión en el contacto de la PCB con la caja, pero para otras aplicaciones en entornos más difíciles, las carcasas son metálicas, normalmente de aluminio. El aluminio es un metal que se corroe fácilmente con el tiempo, especialmente en condiciones de humedad o saladas. Por esta razón, tu carcasa debe ser tratada (como la PCB) para evitar la corrosión. Se pueden encontrar muchas opciones, dependiendo de la aplicación, tanto conductivas, como oro, plata, niqueladas o no conductoras como pinturas o tratamientos de anodizado.

6. Evita tener tus circuitos electrónicos en condiciones ambientales difíciles

Dependiendo de la aplicación de tu circuito electrónico, esto no siempre es posible. Pero las condiciones ambientales pueden aumentar la posibilidad de corrosión de tus PCBs. Las condiciones saladas pueden acelerar la corrosión de tus placas. La presencia de hongos en el medio ambiente incluso puede destruir tus PCBs en varios meses. Los altos cambios de temperatura generarán condensación sobre tus PCBs y el agua sobre ellos finalmente generará corrosión.

7. Usa paquetes herméticos

Este es el último paso cuando tu producto tiene que funcionar en condiciones muy difíciles. Deberás colocar tus PCBs en empaquetados herméticos sellados para evitar que las condiciones ambientales afecten a las PCBs. Esta hermeticidad debe realizarse bajo condiciones de humedad controlada para evitar que el aire con humedad se introduzca dentro del empaquetado, ya que los cambios de temperatura pueden generar agua debido a la condensación dentro de la carcasa, incluso estando selladas.