Métodos de almacenaje de larga duración en electrónica

El almacenamiento de componentes y composiciones electrónicas es problemático, y lo es cada vez más como resultado de dos cuestiones:

1. Debido a los rápidos cambios en el diseño y el material de los ensambles, muchas empresas se ven obligadas a comprar cantidades adicionales de componentes para protegerse contra el impacto de la obsolescencia en los diseños de sus productos finales. Esto a su vez crea un problema de almacenamiento del inventario a largo plazo.
2. Los ciclos de vida de los productos se han vuelto muy cortos y los nuevos modelos se lanzan antes que nunca. Sin embargo, muchos fabricantes, como los proveedores de automóviles, deben garantizar la disponibilidad de piezas de repuesto, incluidos las PCB, por un largo periodo de tiempo. Esta situación también requiere la compra anticipada y el almacenamiento prolongado de componentes y materiales. Además, la mayoría de los componentes no se pueden almacenar durante más de 10 años sin procedimientos de manipulación muy especiales.

El mayor peligro a tener en cuenta es la humedad, ya que es la causa de dos de los mayores defectos: oxidación y penetración.

Microfisuración del componente resultante de la absorción y rápida liberación de humedad.

Debido a la oxidación de la superficie, componentes y PCB’s pueden sufrir una soldabilidad reducida, lo que a menudo se convierte en un fracaso total. La penetración de vapores y sustancias nocivas en la estructura interna de los componentes puede provocar –en el largo plazo- la desintegración de los conductores internos y las capas de aislamiento. Ambos riesgos pueden evitarse mediante una manipulación correcta y un almacenamiento seco.

El proceso de oxidación

En una atmósfera ultraseca no hay corrosión. Para que se produzca la corrosión, se deben cumplir dos cosas: debe haber un medio de oxidación y una solución acuosa que funciona como electrolito.

El oxígeno en el aire forma el medio de oxidación y el vapor (humedad), el electrolito. El límite crítico en el que tiene lugar la oxidación con oxígeno se produce con el metal o la aleación entre el 40% y el 70% de HR. Esto significa que debe haber más de 8 gramos de vapor por m³.

El proceso de penetración

El vapor en la atmósfera penetra en materiales higroscópicos. La causa de esto es la llamada “presión de vapor”, es decir, la presión parcial del vapor que está presente en el aire. Cuanto mayor es la presión de vapor, más rápido absorben la humedad los componentes o PCB y, con esto, disminuye el tiempo de procesamiento permitido.

Cabinas de secado y bolsas antihumedad

La humedad absoluta en una cabina de secado de Totech se encuentra a una temperatura de 20 ° C y <2% de humedad relativa con menos de 0,35 g / m³. En estas condiciones, no se produce ninguna reacción catódica y, por lo tanto, no se puede producir oxidación.

Además, las cabinas mantienen durante unas 24 horas de media una presión de vapor de <0,95 mbar. En una bolsa de protección contra la humedad con una presión de reposo de <6 mbar, la presión de vapor es <0,15 mbar.

En bolsas antihumedad envasadas al vacío con una presión de reposo de aprox. 6 mbar habrá entre 0,1 y 0,06 g de vapor por m³. Cuando las bolsas están llenas de nitrógeno, no se dispone de un medio de oxidación ni de un electrolito, por lo que la oxidación es imposible.

Todos los sistemas anteriores protegen de forma fiable y eficaz la difusión de la humedad. Si usa una cabina de secado y una bolsa antihumedad durante periodos de almacenamiento de más de 5 años, se recomienda una combinación de los dos sistemas. Sin embargo, es fundamental para la eficacia de las bolsas que la construcción sea mecánicamente estable y presente un porcentaje de penetración muy bajo. El IPC/JEDEC-STD033 exige una tasa de transmisión de vapor de humedad (MVTR) de menos de 0.002 g/100 pulg² en 24 horas a 40 ºC. Esta demanda solo se satisface con bolsas que tienen un espesor de 150 µm, las bolsas de 90 µm tienen un porcentaje de penetración sustancialmente mayor y por lo tanto no son adecuadas.

Disponemos de bolsas antihumedad que permanecen significativamente por debajo del valor máximo establecido en la norma IPC con un MVTR de 0,0006 g / 100 pulg². Por supuesto, las bolsas también deben tener protección ESD y deben estar marcadas como receptivas a la humedad y provistas de una etiqueta en la que se indique claramente el nivel de sensibilidad a la humedad y la fecha de almacenamiento.