数据中心内有很多电子设备,这些设备内部包含很多电子元器件。许多设备对腐蚀很敏感。如果数据中心环境较差,设备长期暴露在腐蚀环境中,难免会造成设备短路或断路,造成设备故障。因此,腐蚀是数据中心无法回避的话题。腐蚀是指物质因与环境相互作用而失去其原有性质的变化。腐蚀有十几种。例如:大气腐蚀、土壤腐蚀、气体腐蚀、接触腐蚀、电偶腐蚀、生物腐蚀等。这些腐蚀可能存在于数据中心,对运行中的设备造成严重影响。但是,有两种类型的腐蚀,很容易被忽视。这两种腐蚀都潜移默化地造成了设备的损坏。如果不加以重视,往往会造成设备成批故障,给数据中心带来严重损失。让我们了解一下这两种腐蚀:蠕变腐蚀和镀银腐蚀。 蠕变腐蚀 蠕变腐蚀的出现与RoHS计划有关。RoHS是欧盟出于对人类健康和环境保护的考虑。它旨在敦促所有电子设备供应商采用更加环保的制造技术法规RoHS。该标准严格规定了所有IT和电子产品中对环境有影响和破坏环境的有毒金属或重金属材料的含量。在RoHS的限制下,一种称为“浸银”的表面处理技术被广泛应用于电路板上,但银并不是一种非常稳定的金属,容易发生化学反应。在实际使用中,“沉银”处理发现电路板在含硫量高、湿度一定的空气环境中容易被腐蚀。电路板中的银和铜被腐蚀,生成的衍生物逐渐在电路板上扩散,形成所谓的“蠕变腐蚀”现象。“蠕变腐蚀”发展到一定程度会引起电子线路短路,从而导致设备元器件失效。当你打开任何一台设备时,你会发现几乎所有的电子设备都是用银焊接的,因此在含硫量高、湿度大的环境中很容易发生“蠕变腐蚀”。顾名思义,蠕变腐蚀对设备的影响短期内是看不出来的,但一旦出现问题,设备将彻底告急,造成的损失不亚于任何重大设施故障。如果数据中心内的空气质量得不到针对性的改善,即使更换了设备,也无法避免“蠕变腐蚀”的持续发生。这就像一颗定时炸弹,最终受害的是用户的业务运营。 镀银腐蚀 镀银是常用金属的阴极镀层。具有优良的导电性能、焊接性能和稳定的化学性能。主要用于电气工业中的导电件及其焊接件。镀银容易抛光,反光能力强,具有良好的导热、导电、焊接性能。镀银最大的作用是利用镀层防止腐蚀,增加导电性、反射率和美观。既然放置腐蚀是镀银最大的作用,那怎么会有镀银腐蚀呢?由于银原子容易沿材料表面扩散滑动,在潮湿的气氛中容易产生“银须”而引起短路,所以镀银不能直接暴露在空气中,否则同样容易发生腐蚀。镀银腐蚀可能有两种原因:一是设备零件上有焊缝或其他金属,银的化学反应比较低调,所以用硫酸阳极可以很好地抛光。如果镀银层被腐蚀,可能是镀银层中含有其他金属。结果,镀银层被部分腐蚀。二是电解液局部过热,由于热能的作用,可以熔化一切,当然白银也不例外。如果镀银部分的表面受热不均匀,那么在那些过热的地方可能会蒸发掉一些银元素。用硫酸阳极氧化时,会腐蚀那些银元素薄弱的地方。镀银层的腐蚀也会造成器件短路、断路、失效等各种故障。 从上面的介绍不难看出,腐蚀产物的产生需要一个场所。蠕变腐蚀和镀银腐蚀对硫和潮湿环境都很敏感。这是因为两种方法都存在“银”。银金属有两个方面。一方面,它具有高导电性和优良的焊接性能;另一方面,银的流动性好,容易受外界影响,造成腐蚀。两种腐蚀的机理基本相同。这两种腐蚀的严重程度与电路板的表面状况有很大关系。干净的表面不会产生这两种腐蚀,被污染的PCB对腐蚀起着很大的促进作用。两种情况引起的腐蚀都发生在裸露的浸银焊盘上,腐蚀产物迁移到相邻的阻焊层表面,最终导致相邻焊盘电气短路。应对两种腐蚀,可以使用干净的FR4表面保护阻焊层表面,避免因表面不干净而腐蚀,如使用松香波峰焊助焊剂组装的电路板和含有松香助焊剂的锡膏。此外,选择正确的装配助焊剂还可以消除一些有机酸助焊剂在阻焊层表面留下的残留物,避免腐蚀。 我们必须小心我们的数据中心被蠕变腐蚀和镀银腐蚀污染。这些情况一旦出现,势必会对数据中心内的设备造成损坏。腐蚀是一个缓慢的过程,也是一个从量变到质变的过程。如果平时不注意,最后的结果就是设备在还远远没有达到生命周期的时候发生故障。如何判断数据中心是否存在两种腐蚀,其实是有国际标准的。IBM制定了自己的银腐蚀P1级标准,即如果电子设备暴露在空气中30天,其中使用的铜和银将暴露在空气中30天。板材的腐蚀程度要求小于300埃。ANSI/ISA-71.04-198已发布气体成分的环境限制。这些限制对确定数据中心环境的清洁度具有指导作用。使用这个标准,可以测试数据中心的环境。同时需要注意的是,二氧化硫或硫化氢本身对银的腐蚀性不大,但与其他气体(如二氧化氮/臭氧)结合后,会对银产生强烈的腐蚀性,所以不能简单地测量数据中心空气中各种气体的含量,还需要考虑它们之间是否存在化学相互作用。腐蚀往往是多种气体综合化学作用的结果。很多时候,我们忽视了电子设备的腐蚀,以为提供一个好的环境就一定没有问题,但实际上,环境再好,防护措施再好,也不可能彻底消除腐蚀,只有腐蚀的速度。必须高度警惕这两种腐蚀,以免对数据中心造成不可挽回的损害。
