Home
Accesso / Registrazione
 di 

I componenti elettronici sensibili all’umidità

L'umidità mette a rischio il funzionamento dei componenti elettronici

L'umidità è un parassita invisibile che può causare gravi lesioni ai componenti elettronici, se questi non sono maneggiati e conservati secondo le norme. I componenti elettronici, tipo i Led e i circuiti stampati, tolti dalla confezione protettiva originale, assorbono umidità dall'ambiente e all'atto della saldatura mediante reflow, l'alta temperatura causa del vapore al loro interno, che si espande velocemente danneggiando il componente.

Normative di sicurezza

La normativa IPC/JEDEC J-STD-020D.1 identifica i livelli di classificazione dei componenti MSDs, non ermetici, sensibili all'umidità. Viene utilizzata dal produttore del componente per stabilire livello "MSL" e per tracciare un profilo termico quindi le temperature massime a cui sottoporre quel componenti durante saldatura reflow. La normativa IPC/JEDEC J-STD-033B.1 è invece destinata agli assemblatori di schede e definisce i metodi standard per l'imballo, la conservazione, la spedizione e l'uso dei componenti MSDs.

Entrambe le normative riferiscono ai medesimi livelli di sensibilità MSL. Ogni livello è espresso numericamente, più è alto il livello più il dispositivo è vulnerabile. Il livello MSL-1 identifica i componenti che sono immuni da danni causati dall'umidità e il livello MSL-5a identifica i componenti più sensibili. Vi è poi il livello MSL-6 , relativo ai componenti estremamente sensibili all'umidità per cui l'assemblatore deve sempre fare il bake e montarli entro il tempo (breve) indicato dal costruttore.

Saldature Pb Free

Con l'avvento dei processi di saldatura Pb Free è aumentato notevolmente il rischio derivato da una impropria gestione dei MSD. Con l'innalzamento della temperatura di rifusione, aumenta anche la temperatura dell'acqua (moisture) eventualmente presente all'interno del componente determinando così una maggiore pressione del vapore sviluppato. Viene dichiarato che la temperatura di reflow per Pb Free, nel caso di presenza moisture, sviluppa una pressione sino a tre volte superiore a quella riscontrata saldando con profilo termico SnPb. Capita infatti che i costruttori attribuiscano al componente un MSL meno severo nel caso in cui essendo dichiarato Pb Free, venga saldato invece con processo di reflow SnPb.  Non tutti i componenti classificati MSL-1 (F-L illimitata) sono da considerare esenti da rischi, è opportuno ridurre l'esposizione all'umidità di tutti i componenti, non fosse altro che per evitare ossidazioni dei terminali e quindi problemi di saldabilità.

Le soluzioni

  • evitare che l'esposizione dei MSDs all'umidità ambientale superi il tempo di "Floor Life" stabilito dal relativo MSL. Per soddisfare questa condizione, i MSD rimossi dal Dry-Pack originale, in attesa di montaggio o di eventuale risigillatura in dry-pack, devono essere stoccati in ambiente con valore di RH uguale o inferiore al 5% (stop the clock) ove magari, per alcuni tipi di packages avviene anche il recupero parziale dell'asciugatura.
  • una volta superato il tempo limite di esposizione occorre ripristinare la "Floor Life" rimuovendo l'umidità che è stata assorbita dal componente. Per questo scopo si utilizza un processo di essiccamento (bake) le cui modalità dipendono da: spessore, dimensione del package, livello MSL e sono descritte nella Tabella 4-1 della Norma IPC/J-STD-033B.1.

Tenere presente che il ricondizionamento dei MSDs (bake) deve essere considerato sempre come l'ultima soluzione da perseguire. Le Tabella 4-1 definisce tre principali temperature a cui effettuare il bake: 40 °C, 90 °C e 125 °C. Il trattamento in forno ad alta temperatura (90-125 °C) può avvenire solo se i componenti sono contenuti in appositi vassoi resistenti alla temperatura. Il bake ad alta temperatura favorisce inoltre l'ossidazione dei terminali compromettendo di conseguenza la saldabilità.

Una corretta ed attenta gestione dei MSDs nel rispetto dei tempi di Floor Life acconsentiti, con uno stoccaggio, nella fase di “stop the clock”, entro armadi deumidificatori (Dry-Cabinet), può evitare di eseguire bake ad alta temperatura. Quando si rende indispensabile sottoporre i MSDs a bake, è suggeribile l'adozione di dry cabinet muniti della funzione di bake a 40 °C, con < 5% RH, in tal modo anche i componenti confezionati in nastro possono venir asciugati senza danneggiare i nastri e stressare i componenti, contenendo tra l'altro il processo di ossidazione dei terminali.

 

 

Scrivi un commento all'articolo esprimendo la tua opinione sul tema, chiedendo eventuali spiegazioni e/o approfondimenti e contribuendo allo sviluppo dell'argomento proposto. Verranno accettati solo commenti a tema con l'argomento dell'articolo stesso. Commenti NON a tema dovranno essere necessariamente inseriti nel Forum creando un "nuovo argomento di discussione". Per commentare devi accedere al Blog

 

 

Login   
 Twitter Facebook LinkedIn Youtube Google RSS

Chi è online

Ci sono attualmente 21 utenti e 86 visitatori collegati.

Ultimi Commenti