专利名称：腐蚀风险提示的方法和预警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境监测领域，特别是一种应用于设备机房的腐蚀风险提示的方法和预警系统。
背景技术：
由于近年来空气污染日益严重，加上IT设备机房环境条件限制、机房改造及装修等原因，在一定时间内，IT设备机房极易聚集一定浓度的腐蚀气体，当腐蚀气体达到一定浓度时，及湿度的影响，容易导致IT设备，特别是其主体部分PCB被腐蚀。PCB主要有芯板、半固化片和外层铜箔组成，虽然众所周知的，PCB表层裸铜有表面处理保护，但在恶劣的污染环境下，PCB的侧蚀(undercut)、表面处理自身的微孔、裂纹，使得污染物能透过表面处理直接与铜接触并造成腐蚀，生成大量的腐蚀物，当腐蚀发展到一定程度则会造成电子线路短路从而导致IT设备故障。目前，即使是抗腐蚀性能最好的热风焊料整平(HASL)表面处理以及有机可焊保护膜(OSP)表面处理在恶劣环境条件下也会被腐蚀。事实上，由于空气污染对机房中设备的腐蚀是长期而全面的，因此，它所产生的影响也是具有时间性，也许在设备运行初期看不到故障出现，可一旦出现故障，则将是IT设备的全面告急，损失无法估量。“绝对量检测法”是目前对机房腐蚀风险的检测一般采用的检测方法，即通过测试待检测环境中各种腐蚀气体浓度判定腐蚀风险。可是由于不同腐蚀气体对应的测试方法和测试标准都不相同(参见图I)，因此执行起来非常不便。另外，由于对未知环境无法预知存在什么种类的腐蚀气体，因此漏检的可能性也很大。此外，该方法仅仅测量腐蚀性气体浓度，无法准确量化的识别腐蚀风险。此外，“反应式检测法”也是目前比较常用的一种检测方法。即通过将标准铜、银测试片放置于待检测环境中，在放置满I至2个月后将测试片取出并根据测试片上的腐蚀物厚度增量来判定机房腐蚀风险。采用这种方式的检测周期需要1-2个月，检测周期过长导致检测周期内无法知道环境腐蚀情况，当2个月后发现检测片上出现严重腐蚀的情况，·置于待检测环境中的工作设备可能也已经遭到腐蚀损坏。这种方法无法进行风险的提前预警，不利于及时采取措施实施改善。鉴于现有检测方法的局限性，急需一种能提前识别腐蚀风险、实时监控的、便于实现的腐蚀风险提示的方法和腐蚀风险提示预警系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中设备腐蚀风险检测操作复杂、容易漏检，以及无法提前预警的问题，提供了一种腐蚀风险提示的方法和腐蚀风险提示预警系统，通过对检测电路板进行加速腐蚀预处理，使检测电路板具有在污染环境下的腐蚀速度比普通光电路板快的特征，通过监控检测电路板的绝缘电阻判定被检测环境的风险等级，在普通电路板发生腐蚀前发出预警，实现了提前预知设备腐蚀风险的功能，并且操作简便，不会漏检错检。
在第一方面，本发明提供了一种腐蚀风险提示的方法，其特征在于，所述方法包括对检测电路板进行加速腐蚀预处理；将加速腐蚀预处理后的检测电路板置于被检测环境中；测量所述加速腐蚀预处理后的检测电路板的绝缘电阻；根据所述绝缘电阻判定腐蚀风险等级。在第二方面，本发明提供了一种腐蚀风险提示的预警系统，其特征在于，所述系统包括检测电路板、测试电路、比较单元和预警装置； 所述检测电路板加速腐蚀预处理后置于被检测环境中，用于检测所述被检测环境中设备发生腐蚀的风险；所述测试电路用于测量所述检测电路板的绝缘电阻；所述比较单元用于根据所述绝缘电阻输出比较结果信号；所述预警装置用于接收所述比较结果信号，根据比较结果信号输出腐蚀风险等级信息并发出预警。本发明通过利用加速腐蚀预处理后的检测电路板对环境进行监测，能够提前预知发生腐蚀风险的可能性。
图I为现有技术中对应不同腐蚀气体的测试方法和标准；图2为本发明实施例提供的腐蚀风险检测的方法流程图；图3a为本发明实施例提供的检测电路板表层走线设计示意图之一；图3b为本发明实施例提供的检测电路板表层走线设计示意图之二 ；图4为本发明实施例提供的检测电路板在不同污染环境下的腐蚀程度对比图；图5为本发明实施例提供的加速腐蚀处理的检测电路板与未经加速腐蚀处理的检测电路板在污染环境下达到相同腐蚀程度的腐蚀时间对比示意图；图6为本发明实施例提供的腐蚀风险提示预警系统的结构框图；图7为本发明实施例提供的一种测试电路的实现方式；图8为本发明实施例提供的一种比较单元的电路实现方式。
具体实施例方式为了更好的理解本实施例，首先对在机房环境中，设备电路板的腐蚀进行一下说明。环境中的相对湿度使电路板的表面形成水膜，当环境中具有水溶性腐蚀气体(例如&5、0^、502等)时，这些气体便可溶于水膜中形成电解质溶液。电路板表面的金属走线中的Cu、Ag与电解质溶液中的S2_反应生成不溶于水的Cu2S和Ag2S。从而导致电路板发生腐蚀。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。图2为本发明实施例提供的腐蚀风险提示的方法流程图。如图所示，本实施例提供的腐蚀风险提示的方法具体包括如下步骤步骤210，对检测电路板进行加速腐蚀预处理。
具体的，检测电路板可以采用化银表面工艺、阻焊定义(SMD，SolderMaskDefined)的焊盘和未作涂覆及其他防腐蚀处理的易于腐蚀的电路板设计。为了更易被腐蚀，电路板表层走线可以采用小线宽间距设计，如采用图3a_3b所示检测电路板表层走线设计。图3a所示为两条平行的走线线宽间距为4mil/4mil的回转走线示意图；图313所示为两个对插的走线线宽间距为4mil/4mil的梳状电极走线示意图。在检测电路板的表面浸�？梢约铀俚缏钒甯吹娜芤海萌芤嚎梢允蔷哂蠳Ox-离子的溶液，也可以是具有Cl—离子的溶液。这些离子能够增强电解质的导电性，加速电子迁移。优选的，采用1%-5%的Cr离子溶液与无水乙醇或异丙酮等有机溶剂按照1:1-1:2的比例混合制成加速电路板腐蚀溶液，均匀的涂在检测电路板的走线表面，形成均匀液膜，有机溶剂作为表面活性剂，可以达到降低溶液表面张力，使涂布更加均匀的目的。上述溶液使检测电路板在污染环境下能够加速腐蚀速度。而在洁净的环境下，被加速电路板腐蚀溶液浸溃的电路板基本不发生腐蚀。在一种污染环境下检测电路板的腐蚀程度与洁净环境下检测电路板的腐蚀程度对比如图4所示。
在污染环境下，腐蚀气体，特别是硫化气体如H2S和SO2，溶解于检测电路板的金属走线表面的液膜中，形成带有S2_的电解质溶液，与金属走线的Cu、Ag发生化学反应生成Cu2S和Ag2S。此时额外增加在检测电路板表面的加速电路板腐蚀的溶液中的离子进一步的增强了电解质溶液的导电性，加速了电子的迁移速度，从而加速了电解质溶液中的S2-与金属走线的Cu、Ag发生化学反应生成Cu2S和Ag2S的速度，即加速了检测电路板在污染环境下的腐蚀。图5给出了加速腐蚀处理的检测电路板与未经加速腐蚀处理的检测电路板在污染环境下达到相同腐蚀程度所需要的时间对比。如图所示，未浸溃加速电路板腐蚀溶液的检测电路板(相当于设备主体电路板的情况)在该环境中达到腐蚀失效预警限的时间是T2 ；浸溃了加速电路板腐蚀溶液的检测电路板在该环境中达到腐蚀失效预警限的时间是Tl，因此，应用浸溃腐蚀溶液的检测电路板可以提前一段时间Λ T (Δ Τ=Τ2-Τ1)来识别该环境存在的发生设备电路腐蚀的风险。而在清洁环境下，检测电路板表面的水膜仅存在加速电路板腐蚀的溶液中的Ν0Χ_或Cl_，它们与检测电路板表层走线金属发生氧化反应生成稳定的金属盐，在水膜中以离子形式存在，检测电路板在洁净环境下不会发生进一步的腐蚀。值得注意的是，因为加速腐蚀预处理后的检测电路板对环境反应非常敏感，因此在制备后的包装、存储、运输和使用时都应当特别注意，防止过程因素对检测电路板的功能造成影响。步骤220，将加速腐蚀预处理后的检测电路板置于被检测环境中。将检测电路板放置在待检测环境中，因为电路板的腐蚀不仅仅与腐蚀气体环境有关，也与环境温湿度、通风条件等都有关系，因此检测电路板的放置位置要选择放置在能反映设备机房总体温湿度条件的位置上。步骤230，测量所述加速腐蚀预处理后的检测电路板的绝缘电阻。具体的，利用测试电路对检测电路板上相邻的两条平行走线间的绝缘电阻进行测量。绝缘电阻的测试方法有很多种，可以利用欧姆定律、单臂电桥原理等进行测试。电路板走线间的绝缘电阻和电路板走线被腐蚀的情况有密切关系，在相对湿度一样的情况下，腐蚀越严重，测试得到的表面绝缘电阻值越低，因此可以通过测量绝缘电阻间接的反映出污染气体、温湿度、通风条件等各项因素对电路板腐蚀的综合影响，直接量化的反映出设备机房的腐蚀风险等级。优选的，可以采用固定间隔时间或者设定时间的自动测试。如每3天测试一次等，以便持续的监测绝缘电阻的阻值，一旦绝缘电阻值出现明显变化就能够直接反映出腐蚀情况的发生。步骤240，根据所述绝缘电阻判定腐蚀风险等级。具体的，判定腐蚀风险等级的方法可以包括以下两种—是读取绝缘电阻值的大�。砻婢档缱璧淖柚涤敫捶缦张斜疸兄到斜冉希蛭捶缦张斜疸兄抵苯臃从沉嘶肪掣捶缦盏燃洞笮�(参见表1)，因此读取绝缘电阻值就对应出相应的腐蚀风险等级。
权利要求
1.一种腐蚀风险提示的方法，其特征在于，所述方法包括 对检测电路板进行加速腐蚀预处理； 将加速腐蚀预处理后的检测电路板置于被检测环境中； 测量所述加速腐蚀预处理后的检测电路板的绝缘电阻； 根据所述绝缘电阻判定腐蚀风险等级。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，对所述检测电路板进行加速腐蚀预处理具体为利用加速电路板腐蚀溶液浸溃所述检测电路板表面，在检测电路板表面形成液膜。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述加速电路板腐蚀溶液具体由1%-5%的Cl—离子溶液与无水乙醇或异丙酮按照1:1-1:2的比例混合制成。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，根据所述绝缘电阻判定腐蚀风险等级具体为将所述绝缘电阻的阻值与腐蚀风险判别阈值进行比较，确定绝缘电阻的阻值对应的腐蚀风险等级。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，根据所述绝缘电阻判定腐蚀风险等级具体为根据所述绝缘电阻映射出第一电压，将所述第一电压与各风险级别对应的基准电压分别进行比较，根据各组比较所输出的比较结果判定腐蚀风险等级。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述检测电路板的制备方法包括以下所列中的一种或任意组合 所述检测电路板采用化银表面处理工艺； 所述检测电路板不采用防腐蚀处理； 所述检测电路板采用阻焊定义的焊盘设计。
7.一种腐蚀风险提示的预警系统，其特征在于，所述系统包括检测电路板、测试电路、比较单元和预警装置； 所述检测电路板加速腐蚀预处理后置于被检测环境中，用于检测所述被检测环境中设备发生腐蚀的风险； 所述测试电路用于测量所述检测电路板的绝缘电阻； 所述比较单元用于根据所述绝缘电阻输出比较结果信号； 所述预警装置用于接收所述比较结果信号，根据比较结果信号输出腐蚀风险等级信息并发出预警。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述比较单元具体用于将所述绝缘电阻的阻值与腐蚀风险判别阈值进行比较，输出比较结果信号。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述比较单元具体用于根据所述绝缘电阻映射出第一电压，将所述第一电压与各风险级别对应的基准电压分别进行比较，输出比较结果信号。
10.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述检测电路板包括两条平行回转走线或对插的梳状电极的金属走线。
11.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预警装置与所述比较单元之间通过网络连接，所述比较结果信号经由网络传递至所述预警装置用以输出腐蚀风险等级并发出预警。
全文摘要
本发明涉及一种腐蚀风险提示的方法和预警系统。所述方法包括对检测电路板进行加速腐蚀预处理；将加速腐蚀预处理后的检测电路板置于被检测环境中；测量所述加速腐蚀预处理后的检测电路板的绝缘电阻；根据所述绝缘电阻判定腐蚀风险等级。本发明实施例提供的腐蚀风险提示的方法，通过采用加速腐蚀预处理的方法，使检测电路板具有在污染环境下的腐蚀速度比普通电路板快的特点，通过监控检测电路板的绝缘电阻判定被检测环境的风险等级，在普通电路板发生腐蚀前发出预警，实现了提前预知设备腐蚀风险的功能，并且操作简便，不会漏检错检。
文档编号G01N27/12GK102937611SQ20121051975
公开日2013年2月20日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者王栋, 黄锦峰, 胡文生, 谢勇, 李念 申请人:华为技术有限公司
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