Почему вода так легко повреждает низковольтную микроэлектронику?

У всех было время, когда вода пронизывает всю их электронику, и все разрушается, как мобильные телефоны.

При таком низком напряжении (3-5 вольт) я не понимаю, почему это такой краткосрочный вред (долгосрочный имеет смысл - коррозия и т. Д.)

Если бы светодиод находился параллельно воде, возможно, потребовалось бы немного больше тока, но этого, по-видимому, недостаточно для короткого замыкания системы, и светодиод все равно бы горел.

Так что же навсегда повреждает какую-то электронику и в чем причина?

Чистая вода на самом деле не вредна для электроники. Чистая вода не проводит электричество. Я видел целые ПХБ, погруженные в чистую воду, и они прекрасно работают. Проблема в том, что чистая вода долго не остается чистой. Он будет быстро растворять / поглощать различные загрязнители из окружающей среды, и эти загрязнители станут причиной того, что теперь не чистая вода будет проводить электричество.

Эти загрязнители поступают из окружающей среды - в том числе из воздуха. Так что пыль, грязь и даже углекислый газ будут вызывать попадание воды. В водопроводной воде много минералов и солей, которые также будут проводить.

Но нормальная вода (не чистая вода) не разрушит большую часть электроники, когда цепь отключена. Я часто ополаскиваю печатные платы в раковине или даже в обычной посудомоечной машине, чтобы почистить их. Я просто должен убедиться, что вода полностью высыхает и не оставляет следов, прежде чем включить его.

Но причина, по которой нормальные контуры, погруженные в обычную воду, не работают, заключается в том, что нормальная вода является проводящей. Это не идеальный проводник, но достаточно проводника. Если вы получаете достаточно электричества, протекающего в / через места, на которые оно не предназначалось, это плохо. Если вам повезет, то схема будет временно плохо себя вести. Если вам не повезет, у вас будет постоянный урон.

Простые схемы, такие как светодиод + резистор + батарея, вероятно, будут отлично работать при погружении. Светодиод может не гореть, а батарея может быть полностью разряжена. Но высушите его и замените аккумулятор, и он должен работать нормально. Но некоторые схемы более чувствительны. Подумайте о MOSFET, который переключает сотни ампер / вольт. Для включения полевого МОП-транзистора требуется лишь немного электричества, а вода достаточно проводящая, чтобы его можно было включить. Но теперь у вас есть огромное количество энергии, которая не должна быть включена, поэтому неудивительно, что что-то может быть повреждено.

Или подумайте об резистивном делителе напряжения на обратной связи преобразователя постоянного тока в постоянный. Это то, что устанавливает выходное напряжение. Добавьте немного воды, и выходное напряжение может быть слишком высоким. Для того, чтобы вода испортила этот разделитель, не потребовалось бы много времени. Теперь вместо вывода 3.3v он выплевывает 9v. Конечно, любой чип, который питается от 9В вместо 3,3В, вероятно, мертв.

Так что не чистая вода это плохо. Это убивает вещи.

Хотя я никогда не слышал об этом, также возможно, что включение устройства, пропитанного водой, содержащего дешевую плату SRBP, может привести к пожару.

Когда я был безрассудным подростком, я получал удовольствие от подключения 12 В постоянного тока к паре соседних дорожек на кусочке дешевого картона, а затем к ним добавляли каплю водопроводной воды. Поначалу все, что вы получаете, это нагрузка водородом и кислородом, но в конечном итоге нагретая вода частично испаряется и частично впитывается в дешевый базовый материал SRBP. В конце концов, доска становится настолько горячей, что начинает обугливаться, затем между дорожками появляются искры, и в конечном итоге доска загорается!

Я не знаю, какое минимальное напряжение было бы для этого (я недавно не пробовал!), Но 12 В при нескольких сотнях миллиампер сделает это с 0,1 "шагом Veroboard.

У меня есть автомобильное зарядное устройство для мобильных телефонов, которое было бы идеальным кандидатом для эксперимента позже ...

Низковольтная микроэлектроника часто имеет низкие допуски к более высоким токам и напряжениям. Это природа улучшенной микронизации и энергоэффективности. Добавляя воду, вы добавляете электрические пути для различных частей, которых там не должно быть. Вещи закорочены, детали защиты пропущены, детали могут получить более высокое напряжение, чем они могут выдержать.

Данное устройство может питаться от батареи 3,7 В или USB-соединения 5 В, но для определенных подразделов его электроники могут быть повышающие регуляторы. У вас может быть устройство с повышением до 18 В. Добавьте воду для создания нежелательного электрического тракта, и этот подраздел 18 В просто закорочен на секцию только 5 В, убивая каждую микросхему на нем.

ИСЫ могут поддерживать только тонуть или поиск 10 мА. Добавление воды и короткое замыкание на землю, или V _cc, может привести к вытягиванию более 10 мА, обжаривая вывод этой микросхемы, если не весь чип. Poof, там идет ЖК-дисплей на вашем телефоне.

Основная причина, по которой это происходит, заключается в том, что это не отдельные части, не имеющие питания, а целая плата, возможно, из тысячи частей, все с различными пороговыми значениями максимального напряжения и тока, которые тщательно выстроены таким образом, что электрические пути тщательно контролируются.

Для сравнения, ваш автомобиль может сидеть под дождем без попадания воды (если он хорошо спроектирован и обслуживается, естественно). Вбейте его в реку (или река придет к вам), и вода разрушит внутреннюю часть кабины и двигателя. Это то, что вы делаете, когда вводите воду в электронику.