Umidade, Oxidação e Corrosão: o que o Líquido Faz na Placa — Eletrônica do Zero #38

Existe um tipo de defeito que não queima nada, não cheira a nada e costuma aparecer semanas depois do acidente: o estrago que a umidade na placa faz. Este capítulo mostra, com norma e medida na mão, o que realmente acontece quando água entra no aparelho — por que a placa às vezes funciona por dias antes de morrer, por que água pura não é o problema, o que dá para salvar e qual é a ordem certa de limpeza.

No capítulo anterior vimos o inimigo invisível que mata em nanossegundos: a descarga eletrostática. Agora vem o oposto exato — um inimigo lento, que leva dias ou meses, e que ao contrário da estática deixa marca para quem souber olhar.

A umidade na placa existe antes de alguém derramar nada

Comece pelo fato mais desconfortável: não é preciso derramar líquido nenhum. Toda superfície exposta ao ar tem água adsorvida — moléculas presas na superfície, formando um filme finíssimo que acompanha a umidade do ambiente.

Em 2025, um grupo húngaro publicou na revista Heliyon uma medição direta desse filme. Romanenko, Gharaibeh, Medgyes e Petrik usaram elipsometria in situ em placas de FR-4 com acabamento de estanho e acompanharam a água se acumulando em tempo real. A 25 °C e 60% de umidade relativa — um dia comum, sem chuva, sem nada derramado — o filme sobre a máscara de solda partiu de poucos nanômetros e cresceu até cerca de 80 nm.

Oitenta nanômetros parecem nada. Mas a conta que importa não é de espessura, é de quantas camadas de moléculas existem ali. O grupo do CALCE, da Universidade de Maryland, resume o critério na avaliação comparativa de migração eletroquímica assinada por Xiaofei He, Michael Azarian e Michael Pecht: o eletrólito precisa de pelo menos três camadas moleculares de água adsorvida para existir, e vinte camadas já bastam para sustentar migração eletroquímica. Oitenta nanômetros são muito mais que vinte camadas.

Ou seja: a placa dentro do aparelho fechado, ligada, num dia úmido de São Paulo, já tem eletrólito. O que falta é sal dissolvido nele — e tensão. Volte a isso daqui a pouco.

Ponto de orvalho: a conta que explica a oficina brasileira

Antes do filme invisível existe um caso bem mais grosseiro: condensação. Água líquida de verdade, visível, que se forma sem ninguém molhar nada — basta a superfície estar mais fria que o ponto de orvalho do ar.

Calculamos aqui essa fronteira pela fórmula de Magnus na parametrização de Alduchov e Eskridge (1996), que é a usada em meteorologia operacional. O resultado é o gráfico abaixo e a tabela que vem depois.

Leia a terceira coluna como ela merece ser lida: num dia de 30 °C e 80% de umidade, qualquer superfície 4 °C mais fria que o ambiente fica molhada. É exatamente o que acontece com o notebook que passou a noite no carro, com o aparelho que veio da sala refrigerada e foi aberto na bancada quente, e com a placa que você tirou do ar-condicionado para mostrar ao cliente na área externa.

E é por isso que a regra de ouro dos equipamentos que vêm do frio não é superstição: deixe o aparelho fechado chegar à temperatura do ambiente antes de abrir. Abrir cedo é condensar água do lado de dentro.

Água pura quase não conduz — quem faz o estrago é o sal

Água destilada é um isolante sofrível, mas isolante. O problema nunca foi a água: foi o que ela dissolve. E a placa está cheia de material dissolvível — resíduo de fluxo de solda, sal da transpiração do dedo, poeira, sal marinho no ar do litoral, resíduo de refrigerante ou cerveja.

A indústria mede isso. O método IPC-TM-650 2.3.25, revisão D, lava a placa e mede a condutividade do líquido, expressando o resultado em micrograma de NaCl equivalente por centímetro quadrado. O limite histórico — o número que o mercado inteiro repete — é 1,56 µg/cm². Uma placa “limpa”, de fábrica, pode ter isso.

Agora a conta que não costuma ser feita. Pegamos esse limite de placa limpa e dissolvemos no filme de água que a elipsometria mediu:

Água do mar tem cerca de 35 g/L; o sal satura a água em torno de 360 g/L. As duas últimas linhas são fisicamente impossíveis — e é justamente aí que está a resposta. O sal não fica parado esperando a água: ele puxa a água do ar. O fenômeno se chama deliquescência, e o cloreto de sódio é tão previsível nisso que soluções saturadas de sal de cozinha são o padrão de calibração de higrômetro: a referência metrológica do NIST — Greenspan, Humidity Fixed Points of Binary Saturated Aqueous Solutions (1977) — dá 75,29 ± 0,12% de umidade relativa a 25 °C. Acima disso, o sal seco literalmente se dissolve no ar.

Resumo prático: uma placa com resíduo salino não precisa de chuva. Ela fabrica a própria poça microscópica — e essa poça é mais salgada que o mar.

Migração eletroquímica: como 5 V constroem um curto

Com eletrólito e tensão entre dois condutores vizinhos, começa a migração eletroquímica: o metal do condutor positivo se dissolve em íons, os íons atravessam o filme e se depositam do outro lado, formando um filamento metálico — o dendrito — que cresce até fechar o caminho. Primeiro a resistência entre as trilhas cai; depois vira curto.

O ensaio do CALCE citado acima mediu isso com placas-pente no padrão IPC-B-24, a 65 °C e 88% de umidade, durante 1.550 horas. O dado que todo técnico deveria conhecer está no teste de 5 V — não 40 V, não alta tensão: cinco volts, o barramento USB:

• Com espaçamento de 0,32 mm e solda sem chumbo (SAC305), as seis amostras falharam entre 270 e 540 horas — ou seja, entre 11 e 22 dias.
• Com o mesmo espaçamento e solda com chumbo (Sn-37Pb), cinco das seis sobreviveram ao ensaio inteiro.
• E o contraste mais duro: no mesmo teste de 5 V, placas de Sn-37Pb soldadas por onda tiveram vida característica de Weibull de 2,3 horas, contra 2,3 × 10⁵ horas das soldadas por refluxo. Mesmo material, mesmo ensaio — o que mudou foi o resíduo do processo.

Dois números fecham o raciocínio. O ensaio que destruiu placas usava campo de 15,6 V/mm (5 V sobre 0,32 mm). Uma placa de celular atual, com condutores a 0,15 mm e 5 V, trabalha a 33 V/mm; a entrada de carregador de notebook, com 19 V sobre 0,4 mm, chega a 47 V/mm. Não é extrapolação de laboratório para o impossível: é o seu aparelho, em condição pior que a do ensaio, só que em temperatura mais baixa — o que troca horas por semanas.

E aqui está a resposta para a pergunta que abre o capítulo. A conclusão do próprio trabalho do CALCE é que a tendência de curto prazo não prevê o risco de longo prazo: as placas de SAC305 mostraram resistência estável ou até crescente nas primeiras centenas de horas, e só depois entraram em queda prolongada. É literalmente o aparelho que “voltou a funcionar” e morreu três semanas depois.

Oxidação, corrosão e migração não são a mesma coisa

Três palavras que o técnico usa como sinônimo, e que dão defeitos diferentes:

• Oxidação é o metal reagindo com o oxigênio e formando uma camada isolante na superfície. Não abre trilha nem fecha curto: cria resistência de contato onde não devia haver. É o defeito intermitente do conector, do botão e do soquete — assunto do capítulo sobre conectores e falhas mecânicas.
• Corrosão é o metal sendo consumido. Come a trilha, come o terminal do componente, afina até abrir. Precisa de eletrólito, e acelera brutalmente quando há dois metais diferentes em contato (corrosão galvânica) ou algo alcalino, como o eletrólito que vaza de uma bateria.
• Migração eletroquímica é metal mudando de lugar sob tensão. Produz o defeito oposto da corrosão: fecha o que deveria estar aberto.

A parte que ninguém conta

O número 1,56 µg/cm² é tratado no mercado como selo de qualidade. Duas coisas sobre ele.

Primeira: ele não nasceu de nenhuma física. É 10 µg por polegada quadrada convertido para centímetro quadrado — 10 ÷ 6,4516 = 1,55. O ar de precisão científica das duas casas decimais é só mudança de unidade. A NASA-STD-8739.3 traz o limite exatamente assim, na tabela 14-1 — e, de quebra, com a unidade trocada (“1.55mg per sq/cm”), um erro de mil vezes que atravessou revisões de uma norma de voo. É o tamanho da atenção que esse número recebe.

Segunda, e mais séria: o próprio método IPC avisa, duas vezes no mesmo documento, que “este método não prevê confiabilidade e deve ser usado APENAS como ferramenta de controle de processo”. Traduzindo para a bancada: “placa aprovada no teste de limpeza” não quer dizer “placa que não vai dar migração”. Quer dizer apenas que o processo de lavagem estava funcionando naquele turno.

A ordem certa de limpeza

Aqui a norma ajuda de verdade. A NASA-STD-8739.3 é pública e é específica sobre limpeza de placa. A sequência abaixo é a prática de bancada que decorre dela — e do que o fabricante do aparelho manda fazer.

1. Desligue e desconecte a bateria antes de qualquer outra coisa. Sem tensão não há migração eletroquímica, e a corrosão fica muito mais lenta. Ligar “só para ver se funciona” é o erro mais caro dessa lista.
2. Não aqueça, não sopre. A orientação oficial da Apple para aparelho molhado é direta: “Não seque o iPhone usando uma fonte externa de calor ou ar comprimido”. Ar comprimido empurra o líquido para debaixo dos componentes, onde ninguém mais alcança.
3. Abra e remova o líquido residual. Secar o lado de fora não resolve: o eletrólito está embaixo dos blindados e dos encapsulamentos sem pino visível, aqueles do capítulo anterior sobre QFN, BGA e CSP.
4. Lave com solvente que remova resíduo iônico. A norma exige solvente escolhido “por sua capacidade de remover contaminação iônica e não iônica”. E é aqui que mora o engano mais comum da bancada brasileira: álcool isopropílico puro é ótimo para resíduo de fluxo, e péssimo para sal. Pela tabela de solubilidades do Metal Ions in Solution (Burgess, 1978), o cloreto de sódio dissolve 360 g por quilo de água e 0,03 g por quilo de propan-2-ol — doze mil vezes menos. Não por acaso, a solução padrão do próprio método IPC é 75% de isopropanol com 25% de água deionizada: a fração de água é que carrega o sal embora.
5. Escove com cerda natural, nunca com abrasivo. A norma proíbe de forma explícita escova de aço, estilete, borracha, lixa e qualquer coisa abrasiva — e manda escolher a ferramenta também pela baixa geração de carga estática, pelo motivo do capítulo 37.
6. Nada de ultrassom com os componentes montados. Está escrito com todas as letras: limpeza ultrassônica não deve ser usada em conjuntos que contenham componentes eletrônicos. O vídeo de oficina mostrando a placa inteira na cuba é popular — e contraria a norma.
7. Seque de verdade. “De verdade” tem número: a mesma norma define que tirar a umidade de um conjunto montado é estufa a 93 °C (±5,5 °C) por no mínimo 4 horas. Compare com o secador de cabelo por cinco minutos. Se você não tem estufa, a alternativa honesta é a da Apple: ambiente seco, com circulação de ar, até 24 horas.

O que dá para salvar — veredito honesto

Dá para salvar quando o sal sai antes de a corrosão consumir metal. Placa que chegou molhada, desligada, e foi lavada e seca no mesmo dia tem prognóstico muito bom. Placa que ficou ligada molhada por horas, ou que chega seca duas semanas depois com aquele brilho esbranquiçado em volta dos componentes, já perdeu material — e aí o trabalho deixa de ser limpeza e vira reconstrução de trilha e troca de componente.

Duas situações são perda provável, e é melhor dizer isso ao cliente antes de cobrar: líquido açucarado (refrigerante, café com açúcar) secando sob um blindado, porque o açúcar segura a umidade indefinidamente; e vazamento de bateria alcalina ou de níquel-cádmio sobre a placa, como o da foto acima — o eletrólito sobe por capilaridade pelo terminal e come o componente por dentro.

Perguntas frequentes

Colocar no arroz funciona? Não, e a Apple hoje desaconselha por escrito: “Não coloque o iPhone em um saco de arroz. Pequenas partículas de arroz podem causar danos ao iPhone”. Além disso o arroz não ataca o problema real — ele não remove o sal, que é quem continua trabalhando dentro do aparelho depois de seco.

Então álcool 70% é melhor que 99%, já que tem água? Para dissolver sal, a água ajuda. Mas álcool 70% de farmácia costuma ter aditivos e não é feito para eletrônica, e a água de torneira traz os próprios sais. O caminho da norma é outro: lavar com isopropílico de grau eletrônico, se houver resíduo salino usar água deionizada, e secar imediatamente depois dela — a própria NASA-STD-8739.3 exige que a secagem após uso de água deionizada seja feita na sequência.

Por que o aparelho voltou a funcionar e depois morreu? Porque secar não é limpar. O sal continua lá, puxa umidade do ar por deliquescência, e sob tensão começa a migração — que leva dias a semanas para fechar o primeiro caminho. O ensaio do CALCE mostrou falhas entre 11 e 22 dias a 5 V.

Dá para saber se um aparelho tomou água? Em geral sim, e sem abrir muita coisa: a maioria dos celulares e notebooks tem indicador de contato com líquido, normalmente dentro da gaveta do chip ou perto do conector. A própria Apple documenta o seu: é branco ou prateado e fica totalmente vermelho ao tocar água — e, segundo a empresa, não dispara por umidade ou variação de temperatura dentro da faixa de uso do aparelho. Ou seja, indicador vermelho é água líquida, não “dia úmido”. Na placa, procure marca de maré esbranquiçada, verde ou marrom em volta dos componentes, com o microscópio.

E a placa que nunca tomou água, mas corroeu? É o caso do filme invisível com resíduo de fluxo mal lavado, visto lá em cima. A própria montagem deixa resíduo, como vimos no capítulo sobre montagem SMD e refluxo — e o ensaio mostrou que o resíduo de processo muda a vida da placa por um fator de cem mil.

Verniz de proteção resolve? Ajuda muito, mas só se a placa estiver limpa antes. Verniz aplicado sobre resíduo salino sela o sal junto com a umidade do lado de dentro, e o resultado é pior do que placa nua.

Conclusão

Três ideias para levar deste capítulo. A água não precisa ser derramada — a 60% de umidade já existe filme de água suficiente sobre a placa, e num dia de 30 °C e 80% basta a superfície estar 4 °C mais fria para condensar de verdade. O vilão é o sal, não a água: o limite industrial de placa limpa, dissolvido no filme que se forma naturalmente, dá uma salmoura quase seis vezes mais concentrada que a água do mar. E a que muda a conduta na bancada: secar não é limpar — enquanto houver resíduo iônico, 5 V e o tempo fazem o resto, com o aparelho funcionando enquanto o dendrito cresce.

No próximo capítulo saímos do ambiente e entramos no inimigo mais previsível de todos: o calor. Por que a vida de um capacitor cai pela metade a cada 10 °C a mais, o que a temperatura faz com a junta de solda ao longo de milhares de ciclos, e por que tanta placa só apresenta defeito depois de meia hora ligada — a física do defeito que só aparece quando o aparelho esquenta.