印刷电路板在腐蚀性环境下长期服役时,往往导致电子元器件发生电化学迁移而短路失效,引起电子设备故障造成损失。研究多污染物耦合作用下电子元器件金属电极的腐蚀问题常常需大量的实验。张达威/马菱薇教授团队通过建立集液滴高通量制备、电化学测试一体的自动化实验平台,系统高效地研究了己二酸、氯化钠两种典型污染物耦合作用下SAC305焊料合金的电化学迁移行为及腐蚀机理,相关成果以“High-throughput investigation of the coupling effect between adipic acid and NaCl on electrochemical migration behavior of SAC 305 solder alloy”发表在Corrosion Science上。

研究团队设计了电容阵列分布的印刷电路板,并通过非接触式液滴微阵列打印完成了电路板电容表面多污染物混合液滴的高通量分配。通过液滴微阵列打印设备的实时反馈系统,精准调控针尖位置及其与电容表面的距离。通过预设的打印程序,在不到5 min的时间内便完成了电容表面25种混合溶液的分配。结合高通量计时电流法测试、统计学显著性分析、有限元模拟及表面分析方法,解析了电化学迁移阳极溶解、离子迁移及阴极还原多个子过程,阐释了导致电容枝晶生长、短路失效的决定性步骤。高通量方法的运用实现了电容表面多污染物混合液滴微阵列成分、尺寸、位置的精准调控,显著提升实验效率。