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加速腐蚀试验下PCB-ENIG的腐蚀电化学行为

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表面技术 2021年第10期50卷 345-352页

作者：谭晓明战贵盼张丹峰彭志刚王德海军航空大学青岛校区山东青岛266041 海装驻北京地区第三军事代表室北京100074

目的针对化学镀镍金印制电路板(PCB-ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold Printed Circuit Board)模拟舰载机服役的海洋大气环境,研究其腐蚀电化学行为。方法基于实测的环境数据,编制适用于电子设备的加速腐蚀试验环境谱,在实验室... 详细信息

目的针对化学镀镍金印制电路板(PCB-ENIG,Electroless Nickel Immersion Gold Printed Circuit Board)模拟舰载机服役的海洋大气环境,研究其腐蚀电化学行为。方法基于实测的环境数据,编制适用于电子设备的加速腐蚀试验环境谱,在实验室条件下开展加速腐蚀试验研究。采用电化学工作站定期测试分析试样的电化学阻抗谱,以电荷转移电阻R_(ct)的倒数(1/R_(ct))为腐蚀速率表征参数,分析其宏观电化学行为。采用扫描Kelvin探针技术(SKP)定期测试试样表面伏打电位分布特征,以电位均值μ和标准差s等参数表征微区电化学特性。结果第0~1周期,电荷转移电阻R_(ct)由217.43 kΩ·cm^(2)增至283.41 kΩ·cm^(2),腐蚀速率小幅度降低,主要发生微孔腐蚀。第1~4周期,随着腐蚀周期的延长,微孔表面附着的腐蚀产物出现龟裂、剥落等现象,对腐蚀介质的阻挡作用减弱,阻抗弧半径不断减小,腐蚀速率不断增大;第4周期,R_(ct)达到最小,仅为44.62 kΩ·cm^(2),腐蚀速率达到最大,表面伏打电位均值μ降至-381.37 mV,σ增至55.52,呈现明显的阴阳极,腐蚀倾向较大。第5~7周期,腐蚀加重,表面腐蚀产物不断积聚,形成一层较厚的腐蚀产物层,腐蚀速率不断减小;第7周期,电荷转移电阻达到最大,为311.31kΩ·cm^(2),表面电位均值升至-256.45 mV,电位标准差较大,电位分布较为分散,说明腐蚀产物的积聚会降低腐蚀速率。结论不同腐蚀周期,PCB-ENIG试样表面微区Kelvin电位服从正态分布;随着加速腐蚀时间的增长,PCB-ENIG腐蚀速率呈减小-增大-减小的变化规律。

关键词：化学镀镍金印制电路板电化学阻抗谱微区电化学扫描Kelvin探针技术腐蚀电化学行为

模拟海洋大气环境下PCB-HASL的腐蚀行为与机理

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表面技术 2022年第5期51卷 245-253,303页

作者：战贵盼韩永恒谭晓明丛凯赵仁杰海装驻北京地区军事代表局北京100074 海军航空大学青岛校区山东青岛266041

目的基于舰载机服役海洋环境,针对热风整平无铅喷锡印制电路板(Hot Air Solder Level Printed Circuit Board,PCB-HASL)开展加速腐蚀试验研究,揭示其腐蚀机理,表征其宏/微观腐蚀电化学行为。方法根据实测的服役海洋大气环境数据,基于编... 详细信息

目的基于舰载机服役海洋环境,针对热风整平无铅喷锡印制电路板(Hot Air Solder Level Printed Circuit Board,PCB-HASL)开展加速腐蚀试验研究,揭示其腐蚀机理,表征其宏/微观腐蚀电化学行为。方法根据实测的服役海洋大气环境数据,基于编制的加速腐蚀试验环境谱,针对PCB-HASL开展了加速腐蚀试验。采用电化学工作站测试不同腐蚀周期试样的极化曲线和电化学阻抗谱,表征了腐蚀电化学机理和宏观电化学特性。采用扫描Kelvin探针技术测试了不同腐蚀周期试样表面Kelvin电位分布特征,表征了微区电化学特性。结果腐蚀第6周期时,PCB-HASL的绝缘电阻大幅度衰减,达到失效临界状态;第0~2周期,自腐蚀电流密度由1.43μA/cm^(2)陡增至3.97μA/cm^(2),腐蚀速率快速增大,局部区域诱发腐蚀;第2~3周期,自腐蚀电流密度降低,腐蚀速率降低;第3~4周期,自腐蚀电流密度稍有增大,腐蚀速率稍微增加,腐蚀产物局部发生脱落;第4~7周期,自腐蚀电流密度减小,在第7周期达到最小,为0.55μA/cm^(2),相比第2周期降低了86%,呈明显的均匀腐蚀特征。Kelvin电位分布和电荷转移电阻的倒数(1/R_(ct))随加速腐蚀试验周期的变化规律与自腐蚀电流密度的变化规律相吻合。结论PCB-HASL的腐蚀速率随加速试验周期大致呈增大—减小—小幅增大—减小的变化规律,由初期的局部区域腐蚀逐渐转变为后期的均匀腐蚀,在表面形成较为致密的腐蚀产物层,使得腐蚀速率大大降低。

关键词：海洋环境 PCB-HASL 微区电化学扫描Kelvin探针技术电化学阻抗谱腐蚀行为和机理

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水置换型缓蚀剂对印制电路板腐蚀行为的影响及作用机理

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表面技术 2021年第9期50卷 311-321页

作者：谭晓明战贵盼张丹峰彭志刚王安东海军航空大学青岛校区山东青岛266041

目的研究Super CORR-A水置换型缓蚀剂对典型印制电路板腐蚀行为的影响及其作用机理。方法基于实测的舰载机电子设备舱环境数据,考虑印制电路板腐蚀敏感的湿热、盐雾和酸性大气等因素,编制了加速腐蚀试验环境谱,针对喷涂和未喷涂缓蚀剂... 详细信息

目的研究Super CORR-A水置换型缓蚀剂对典型印制电路板腐蚀行为的影响及其作用机理。方法基于实测的舰载机电子设备舱环境数据,考虑印制电路板腐蚀敏感的湿热、盐雾和酸性大气等因素,编制了加速腐蚀试验环境谱,针对喷涂和未喷涂缓蚀剂的无铅喷锡印制电路板开展了14个周期的加速腐蚀试验,以宏观和微观腐蚀形貌、腐蚀损伤尺寸、接触电阻以及绝缘电阻为指标参数,表征了印制电路板腐蚀行为,分析了缓蚀剂对印制电路板腐蚀行为的影响,运用扫描Kelvin探针技术和红外光谱技术揭示了缓蚀剂腐蚀防护作用机理。结果未腐蚀时,缓蚀剂使得印制电路板接触电阻增大0.077%~0.224%,绝缘电阻降低1.99%~4.21%,缓蚀剂对其电气性能影响很小。对于未喷涂缓蚀剂的印制电路板,第3周期,呈典型局部腐蚀现象,焊盘有1/3的面积发生腐蚀;第5周期,发生明显的均匀腐蚀,焊盘80%的面积发生腐蚀;第14周期,基材全部失去原有的光泽度,焊盘完全腐蚀,表面覆盖有一层较厚的腐蚀产物,通孔被红棕色腐蚀产物覆盖。对于喷涂缓蚀剂的印制电路板,腐蚀程度明显较轻,第14周期,插接件出现轻微的腐蚀,内部附着有浅绿色腐蚀产物。第14周期,喷涂缓蚀剂的印制电路板焊盘最大腐蚀深度和宽度分别为未喷涂缓蚀剂试样的52.5%和24.3%。第0~5周期,喷涂和未喷涂缓蚀剂印制电路板接触电阻差值较小;第5~14周期,喷涂和未喷涂缓蚀剂的印制电路板接触电阻差值逐渐增大,第14周期时,缓蚀剂使得印制电路板接触电阻变化量降低了57.20%~82.87%。第14周期,喷涂缓蚀剂印制电路板绝缘电阻大于12.5 GΩ,仍具有较高的绝缘性能;而未喷涂缓蚀剂的印制电路板绝缘电阻变化幅度较大,降低了2个数量级,仅为0.66~1.75 GΩ,基本达到失效状态。结论Super CORR-A缓蚀剂对印制电路板初始电气性能的影响很小,缓蚀剂中含有多种官能团,具有良好的水置换能力、渗透能力和成膜能力,能有效抑制和减缓印制电路板的腐蚀,可以有效延长其使用寿命。

关键词：印制电路板水置换型缓蚀剂加速腐蚀试验接触电阻绝缘电阻腐蚀机理

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海洋环境下机载电子设备腐蚀防护与控制技术

舰船电子工程 2022年第4期42卷 181-185,190页

作者：战贵盼张安琪海装驻北京地区第三军事代表室北京100074 海装驻北京地区第八军事代表室北京100016

恶劣的服役环境是导致海军飞机电子设备腐蚀损伤的主要因素。针对机载电子设备和元器件的腐蚀问题,在分析影响电子设备腐蚀的主要因素的基础上,为设备的工程设计和腐蚀防护提供了结构设计优化、耐蚀材料选择、表面防护、密封和灌装工艺... 详细信息

恶劣的服役环境是导致海军飞机电子设备腐蚀损伤的主要因素。针对机载电子设备和元器件的腐蚀问题,在分析影响电子设备腐蚀的主要因素的基础上,为设备的工程设计和腐蚀防护提供了结构设计优化、耐蚀材料选择、表面防护、密封和灌装工艺以及检查、维护和保养等几个方面的防护措施和技术方法,切实提高机载设备的海洋环境适应性和耐蚀性。

关键词：机载电子设备海洋环境腐蚀因素防护措施

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提高惯性传感器力矩线圈成品率和浸漆效率

机械工程与技术 2023年第4期12卷 391-400页

作者：蓝仁恩战贵盼杨杏敏海装驻北京地区第三军事代表室北京航天科工惯性技术有限公司北京

力矩线圈引出线与摆片中心盘引线镀金区的连接是惯性传感器内外电气连接的重要组成环节,现有力矩线圈需要在10倍显微镜下手工装配,存在耗时长效率低的问题。通过设计绕线机辅助工装、引出线整形工装,力矩线圈骨架和绕组表面涂覆绝缘漆... 详细信息

力矩线圈引出线与摆片中心盘引线镀金区的连接是惯性传感器内外电气连接的重要组成环节,现有力矩线圈需要在10倍显微镜下手工装配,存在耗时长效率低的问题。通过设计绕线机辅助工装、引出线整形工装,力矩线圈骨架和绕组表面涂覆绝缘漆工序选用新的涂覆方法等,在有效提高工作效率的同时,大幅度提升了线圈的成品率、降低了操作者的劳动强度。

关键词：惯性传感器引出线电气连接绕线机辅助工装线圈骨架表面涂覆绝缘漆

实验室环境下PCB-HASL腐蚀损伤行为与机理

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环境技术 2022年第1期40卷 27-32,36页

作者：战贵盼高晓冬海装驻北京地区第三军事代表室北京100074

印制电路板作为机载雷达等设备的重要组成器件,在高温、高湿、多盐的服役环境下更容易遭受腐蚀,诱发各种问题,严重影响设备的使用性和功能完好性。基于编制加速腐蚀试验环境谱,以典型PCB-HASL为研究对象,在实验室开展湿热、酸性盐雾循... 详细信息

印制电路板作为机载雷达等设备的重要组成器件,在高温、高湿、多盐的服役环境下更容易遭受腐蚀,诱发各种问题,严重影响设备的使用性和功能完好性。基于编制加速腐蚀试验环境谱,以典型PCB-HASL为研究对象,在实验室开展湿热、酸性盐雾循环加速试验,以宏微观腐蚀形貌、绝缘电阻等性能参数,分析模拟海洋环境下PCB-HASL的腐蚀损伤行为,借助扫描电镜和能谱分析仪等技术揭示其腐蚀失效机理。结果表明,实验室模拟海洋环境下,腐蚀初期,PCB-HASL诱发局部腐蚀,随着腐蚀周期延长,腐蚀不断加剧,腐蚀后期,发生严重腐蚀,焊接的二极管等元器件出现脱落,表面堆积有大量的腐蚀产物,呈均匀腐蚀的形态,腐蚀产物主要由锡和亚锡的氧化物、氢氧化物,以及少量的氯化物组成;腐蚀14周期,试样的绝缘电阻阻值降至(0.69~1.92)GΩ,基本达到失效状态。

关键词： PCB-HASL 腐蚀产物腐蚀失效机理电气性能

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喷丸强化对超高强度钢耐腐蚀性能的影响

装备环境工程 2020年第2期17卷 81-85页

作者：张丹峰谭晓明钱昂战贵盼海军航空大学青岛校区

目的提高舰载机结构疲劳关键部位的主体材料超高强度钢的耐蚀性能。方法基于实测的环境数据编制加速腐蚀试验环境谱,针对喷丸和未喷丸超高强度钢试验件在实验室条件下开展加速腐蚀试验,从宏观/微观形貌、质量损失、腐蚀速率和表面粗糙... 详细信息

目的提高舰载机结构疲劳关键部位的主体材料超高强度钢的耐蚀性能。方法基于实测的环境数据编制加速腐蚀试验环境谱,针对喷丸和未喷丸超高强度钢试验件在实验室条件下开展加速腐蚀试验,从宏观/微观形貌、质量损失、腐蚀速率和表面粗糙度等方面表征腐蚀行为,分析讨论喷丸强化对超高强度钢耐腐蚀性能的影响。结果超高强度钢腐蚀初期为局部点蚀,然后转变为全面均匀腐蚀。喷丸强化延缓了腐蚀形态转变的时机,喷丸试验件腐蚀速率约为未喷丸试验件的75%,加速腐蚀当量为3 a,未喷丸和喷丸试验件表面平均粗糙度分别为5.67mm和4.16mm,前者为后者的1.36倍。结论通过质量损失率、腐蚀速率和表面粗糙度的对比分析知,喷丸强化明显提高了超高强度钢的耐腐蚀性能。

关键词：超高强度钢海洋环境喷丸腐蚀试验耐腐蚀性能

DJB-823保护剂对典型航空电连接器腐蚀行为的影响

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装备环境工程 2021年第2期18卷 78-82页

作者：战贵盼谭晓明张丹峰曾柯鸿海军航空大学青岛校区山东青岛266041

目的分析DJB-823保护剂对典型铝合金电连接器的影响。方法在实验室条件下针对未喷涂和喷涂DJB-823保护剂的典型铝合金电连接器开展对比酸性盐雾试验,以孔蚀率、腐蚀速率和接触电阻为指标参数,表征腐蚀行为规律。结果保护剂对电连接器有... 详细信息

目的分析DJB-823保护剂对典型铝合金电连接器的影响。方法在实验室条件下针对未喷涂和喷涂DJB-823保护剂的典型铝合金电连接器开展对比酸性盐雾试验,以孔蚀率、腐蚀速率和接触电阻为指标参数,表征腐蚀行为规律。结果保护剂对电连接器有明显的腐蚀防护作用,保护剂使得电连接器孔蚀率降低了24%~37%。保护剂能有效保证电连接器腐蚀前后接触电阻变化不大,未喷涂保护剂的电连接器盐雾腐蚀336 h后,接触电阻增大到2.5 mΩ,达到临界失效状态。结论保护剂对酸性盐雾条件下的AF24-10型铝合金电连接器腐蚀防护作用明显。

关键词：电连接器 DJB-823保护剂酸性盐雾试验腐蚀机理孔蚀率接触电阻

实验室模拟海洋环境下印制电路板腐蚀损伤行为

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装备环境工程 2021年第12期18卷 65-72页

作者：战贵盼谭晓明彭志刚张丹峰王德海军航空大学青岛校区山东青岛266041

目的研究实验室模拟海洋环境下,机载设备舱内印制电路板的腐蚀损伤行为和规律。方法基于实测的某型机机载设备舱海洋环境数据,编制加速腐蚀试验环境谱,针对化学镀镍金印制电路板开展加速腐蚀试验;以宏微观腐蚀形貌、导通电阻以及绝缘电... 详细信息

目的研究实验室模拟海洋环境下,机载设备舱内印制电路板的腐蚀损伤行为和规律。方法基于实测的某型机机载设备舱海洋环境数据,编制加速腐蚀试验环境谱,针对化学镀镍金印制电路板开展加速腐蚀试验;以宏微观腐蚀形貌、导通电阻以及绝缘电阻等为腐蚀表征行为参数,分析实验室模拟海洋环境下印制电路板腐蚀损伤演变的一般规律。结果实验室模拟海洋环境下,印制电路板腐蚀首先从元器件引脚、通孔等区域诱发,腐蚀现象严重,严重影响导通电阻和绝缘电阻等电气性能的稳定性。加速腐蚀历程中,印制电路板的导通电阻不断增大,绝缘电阻的阻值不断降低。第6周期,绝缘电阻降低了一个数量级。第14周期,导通电阻的阻值增加了4.32~6.72 mΩ;绝缘电阻降至0.55~0.78 GΩ,降低了两个数量级,基本丧失绝缘性能。结论实验室模拟海洋环境下,印制电路板腐蚀损伤历程可以分为表面镀层腐蚀、基底金属腐蚀发生与扩展、元器件芯腔内腐蚀失效3个阶段。

关键词：印制电路板加速腐蚀试验导通电阻绝缘电阻腐蚀损伤规律