水是否真的会损坏或只是暂时禁用电子设备直到变干?

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2022-01-23 07:07:06

水干后会留下任何损坏吗?

如果是这样,它在哪里以及如何精确?如何修复?

4个回答

水会以多种方式损坏电子设备。

大多数人只会想到水的导电性造成的损坏。这意味着水会使电子设备短路(这就是水和电源电压很危险的原因。

然而,对于大多数低压电子设备,流过水中的电流并不那么大,也不会造成太大的损害(尽管它可以!)。

暴露在水中的电子设备损坏的原因通常是腐蚀。水将充当电解质,因此会溶解和腐蚀组件和电路板上的许多微小轨道和引脚。如果是这种情况,有时可以通过重新连接正确的部件来修复它。

这就是为什么从暴露在水中的手机中取出电池通常可以节省设备的原因。移除电源后,不再有电流流过暴露在水中的部件,因此腐蚀速度下降。

水会通过三种方式损坏组件:

  1. IC封装内部损坏
  2. 腐蚀
  3. 短路或改变阻抗。

集成电路封装

有很多 IC 具有指定的湿度容限,部分原因是如果它们确实进水,它们将停止工作。受此影响较大的设备是加速度计和其他 MEMS 设备,以及一些光学设备。大多数芯片在一定程度上是密封的,但是进入它们的水会造成短路,一旦水进入内部就很难去除。

但是,如果您没有对湿气敏感的部件,您实际上可以用水清洁 PCB 和 IC。这实际上是水溶性焊料的工作原理:助焊剂是水溶性的并且会上升(这是我在工作中制作产品原型的方式,但也使用去离子水)。现在大多数 PCB 组装过程都使用免清洗焊料,它应该是非极性的并且不受水的影响(但谁知道呢)。

腐蚀

水可以激活 PCB 上的盐和其他材料,这些材料会腐蚀金属(并基本上将迹线变成电池)。任何水都会溶解污染物并产生问题,或者即使在蒸发后也会留下残留物。水中的任何离子(尤其是盐水)都会与金属发生反应并导致腐蚀。

短路或改变阻抗

纯水不导电,但随着它吸收污染物,这种情况会迅速改变。一旦它开始导电,就无法再控制电流在 PCB 上的流动位置,它们将采用最短的路径通过水回到源头。这将对电源和任何对过压敏感的电子设备造成严重破坏。即使是少量的水也会改变走线周围的电容并导致高速信号出现问题。
您实际上可以在纯水中运行计算机一小段时间,但是在它开始导电后(因为水会吸收并溶解污染物,使其导电)计算机会锁定然后短路。

维修

您要做的第一件事就是断开产品的电源,无论是电池还是电源。

第二件事是去除所有剩余的水。这可以通过热量(不足以损坏组件)、干燥剂包(实际上效果很好)和大量时间来完成。

如果您真的想走极端,将设备置​​于真空中(在移除产品中的电池和其他与真空不兼容的设备之后)将去除任何挥发性气体或液体,例如水。

使用助焊剂去除剂并去除可能留在电路板上的任何残留物。检查组件的引线是否有任何损坏或腐蚀。任何损坏的部件都需要更换。检查所有部件的数据表:任何 MSL(湿度敏感度等级)级别 3 的部件都需要更换。

很可能是电池短路了,需要更换。

我在手机和干燥剂包上取得了成功,并在加热(约 80 °C)的同时干燥了一两天。

水可以在两个电路元件(例如电路板上的迹线、芯片上的引脚等)之间形成导电路径,其电阻比预期路径小得多。因此,当电源施加相同的电压时,电流可以大得多(欧姆定律)。

这种更高的电流会产生更多的热量,并会烧毁零件,包括芯片内的微小零件。如果发生这种情况,如果不更换任何损坏的部件,就不可能恢复,就像需要更换保险丝而不是修理保险丝一样。

如果水产生了意外的电流路径,但没有产生短路或烧毁任何组件,它可能会出现非常奇怪和不可预测的行为,这些行为可能是暂时的,直到它变干,因为信号正在到达它们不应该去的地方。如果设备包含电机、加热元件等,它可能会基于这些错误的信号路径对自身(和/或其周围环境)造成物理损坏。关闭它并移除电源,直到一切都变干,以帮助防止这种结果。

在水产生大量额外电路连接时,板载内存(已编程的状态机等)可能会进入一种奇怪的状态,其中包含不一致或意外的数据。在这种情况下,可能需要重置。有些设备有一个很小的重置按钮,你可以用大头针或牙签戳这个按钮。

在接触水之前移除任何电源(包括存储在电池、电容器等中的能量)有助于避免短路造成的损坏,如果预计接触水的可能性会增加,这是一个好主意。如果设备在接触水之前已经关闭,请不要在接触水后立即将其重新打开(例如“看看它是否工作”),而是移除电源并等待它变干!

水还可以使一些(尤其是纸浆基)物理材料更具柔韧性和延展性,使部件更容易被物理运动损坏,否则不会造成损坏。水还可以溶解一些将零件固定在一起的胶水。

水还可以溶解一些材料并带走离子,对于一个微小的部件来说,一点腐蚀可能是一件大事。

水造成的大部分损害都是在水和电流都存在的情况下完成的,但是您已经询问过水消失后的情况。

理论上,不,干水不应该损害电子元件,因为任何 H2O 都会蒸发、干涸等。但是,理论和现实并不相同。 实际上,绝大多数水都含有某种颗粒,而这些颗粒会在事后对电子设备造成损坏。 根据粒子的数量、粒子的类型和系统所经历的环境因素,您可能会遇到各种问题。

如果您正在谈论将一杯饮用水洒在电路上一次,您可能不需要担心这些颗粒,而应该专注于尽快移除电源并尽可能干燥系统。另一方面,如果您谈论的是河水、苏打水、反复接触任何液体等,您应该关注这些颗粒。

请注意,水也可能导致非电气问题,这些问题可能会也可能不会影响整个系统的功能。

轶事

在我大学一年级的时候,我的室友在她的笔记本电脑键盘上掉了一小盒牛奶。断开电源和电池后,我咨询了父亲,父亲建议给笔记本电脑洗个澡,让它晾干几天。不幸的是,笔记本电脑不适合放在水槽里,所以我在淋浴时拿着它,尽我所能冲洗掉电子产品中的牛奶。然后,我们用风扇将笔记本电脑侧放一周,然后将电池放回原处并打开。

她从那台笔记本电脑上得到了三个月的寿命。这足以恢复她的数据,但不足以度过整个学年。水并没有对电路造成任何额外的损坏,但是牛奶留下的颗粒(实际上,还有一些是水留下的)导致金属线和焊点腐蚀,最终将它们吃掉,以至于它们无法有效地通过电流。

牛奶留下的颗粒是碱性的(与酸性相反,而不是复杂的相反),因此可以与构成电路的元素发生反应。酸性颗粒会产生类似的结果。通常,水含有某种盐(不总是 NaCl);盐(考虑到足够的湿度/水分)可以携带电流并导致电路内短路。可能还有其他几种可能对电路造成损坏的实际粒子类别。

解决方案

如果可能,请断开系统的损坏部分并单独使用该部分,以避免造成额外的电气损坏。对于已购买的电子产品,这通常不是一个选项。

给电路重新通电之前,

  1. 尽你所能减少受影响的区域。如果您必须将电路倒置以去除大量液体,请快速/小心地进行操作,以免液体溅入其他区域。
  2. 双重、三重、四重检查电路是否确实干燥。根据受影响区域的大小,您可以在其上擦拭少量异丙醇,并让其在 24 小时内蒸发。很多时候,人们会将小型电子产品放入一袋米中,以帮助吸收水分。安全总比后悔好。
  3. 如果您认为有可能积聚颗粒,请使用软毛牙刷或类似物品尽可能多地松开颗粒,然后使用压缩空气将其完全清除。使用放大镜仔细检查潜在的问题区域并反复清洁直到看起来干净为止,这可能不是一个坏主意。一旦通电,您最不想要的就是短路。
  4. 使用万用表检查所有连接的连续性,以确保唯一的连接是应该存在的。如果存在不应该存在的连接,请移除导致桥接的任何原因(可能是粒子)。如果存在应该存在但不存在的连接,则某些 pcb 走线可能已损坏。根据走线的大小和灵敏度,在开路上焊接一根电线可能是重新连接它的一种足够好的方法(注意不要造成额外的短路)。
  5. 如果只有系统的一部分被弄湿,请考虑完全更换系统的该部分。

如果电路仍有损坏,则在重新通电后

  1. 如果系统打开,请立即保存您可以保存的任何重要内容。现有的损坏意味着您正在争分夺秒。开启并保持开启超过几秒钟的系统通常意味着您避免了短路,但仍可能意味着长期问题。运行任何存在的系统检查。开始计划购买/构建您的下一个系统。
  2. 如果系统未按预期打开,请立即断开电源。很可能系统中某处存在短路,可能会跳入系统的不同部分。如果单独使用损坏的部分,请使用万用表或示波器探测电路,以查看哪些部分按预期工作,哪些没有按预期工作。
  3. 在这一点上,选项已经不多了。您可以返回并干燥该区域和/或再次清除颗粒堆积。您可以将其带到定制的电子/维修地点(不仅仅是 Geek Squad 或 Genius Bar)。您可以放弃并考虑购买或构建新系统。