Elettronica....

Ciao a tutti,
ho alcuni quesiti da porre in merito allo stoccaggio di PCB e componenti MSD.

PCB.
Le PCB di nuova generazione, multistrato, sono equiparabili ai componenti sensibili all'umidità.
A volte capita di aprire le confezioni dei fornitori, in termoretraibile, poi le schede che avanzano le chiudo in apposite buste metalliche utilizzate come barriera per l'umidità. Le chiudo con una macchina che fa il vuoto, stavo pensando di inserire all'interno della busta l'azoto. Cosa mi consigliate. Il vuoto farà si che il pacco sia bello compatto ma il poco gas intrappolato al'interno sarà azoto.
Per quanto riguarda i sali essiccanti, è meglio inserirli o no? Alcuni fornitori di PCB lo sconsigliano in quanto a lungo andare quando i sali raggiungono la saturazione, poi iniziano a rilasciare umidità miscelata ad altre sostanze. Ma se le buste comunque fanno permeare un'po di umidità (in un anno non deve superare il 5%), come mi devo comportare?ù

Qual'è il periodo consigliato di permanenza delle PCB a magazzino?

COMPONENTI
Mi consigliate, come sopra, la chiusura con azoto? Come mai per chiudere i componenti vengono utilizzati i sali mentre per le PCB lo sconsigliano alcuni fornitori?

Qual'è il periodo consigliato di permanenza dei componnti MSD a magazzino?

Grazie

barbieimf ha scritto:
Ciao a tutti,
ho alcuni quesiti da porre in merito allo stoccaggio di PCB e componenti MSD.

PCB.
Le PCB di nuova generazione, multistrato, sono equiparabili ai componenti sensibili all'umidità.
A volte capita di aprire le confezioni dei fornitori, in termoretraibile, poi le schede che avanzano le chiudo in apposite buste metalliche utilizzate come barriera per l'umidità. Le chiudo con una macchina che fa il vuoto, stavo pensando di inserire all'interno della busta l'azoto. Cosa mi consigliate. Il vuoto farà si che il pacco sia bello compatto ma il poco gas intrappolato al'interno sarà azoto.
Per quanto riguarda i sali essiccanti, è meglio inserirli o no? Alcuni fornitori di PCB lo sconsigliano in quanto a lungo andare quando i sali raggiungono la saturazione, poi iniziano a rilasciare umidità miscelata ad altre sostanze. Ma se le buste comunque fanno permeare un'po di umidità (in un anno non deve superare il 5%), come mi devo comportare?ù

Qual'è il periodo consigliato di permanenza delle PCB a magazzino?

COMPONENTI
Mi consigliate, come sopra, la chiusura con azoto? Come mai per chiudere i componenti vengono utilizzati i sali mentre per le PCB lo sconsigliano alcuni fornitori?

Qual'è il periodo consigliato di permanenza dei componnti MSD a magazzino?

Grazie


Prima di rispondere a tutte le domande (mica poche e e nemmeno semplici), te ne faccio io una:

Conosci la IPC-J-STD-033B ?

La standard che da indicazioni per come maneggiare , stoccare, conservare, utilizzare, i Moisture Sensitive Device ? (MSD)

www.elettronicaperpassione.it/index.php/...Sensitve-Device.html

Tutto sommato, i PCB, sono Moisture Sensitive Device quanto lo sono i MSC Moisture Sensitive Components.

Esiste infatti molta analogia.

Si parla anche del tipo di Bag (Buste Barriera) o meglio di MBB Moisture Barrier Bag, di Dessicanti (silica o argille) non chiamrale mai più sali, i sali si mettono nella minestra, in elettronica, i Sali (Cloruri) sono dannosi quanto la peste per gli umani....

Si parla anche di HIC Humidity Indicator Card (Cartoncino con i bollini che virano il colore a secondo del livello di RH%) e tutto l'insieme corrisponde all' Imballo Dry Pack (MBB+Dessicant+HIC) sigillato sotto vuoto ( ma non troppo spinto), ecc.

Dai rispondimi se conosci bene tale Standard... perchè se si mi faciliterebbe dare ulteriori sposte.

In merit all' Azoto (N2), potrebbe essere un bene, ma più un lusso, questo vale sia per i PCB che per i MSD.
L'azoto ( o altri Gas Inerti) non vengono immessi nei Dy Pack nemmeno dai costruttori di PCB e di MSD (SMD in genere).

L' Azoto, viene invece usato ampiamente dai costruttori di Chips/Die ( IC : Integrated Circuit in Silicio, ecc) (First Level Package) i quali appunto sigillano sotto vuoto i piccoli trays contenenti gli IC per prevenirne l'ossidazione e preservare a saldabilita (pulizia) dei bonding pad, dove appunto avviene il wire bonding, ecc. l' N2 infatti aiuto molto in tal senso, e protegge i Die per un discreto tempo. ecc

Ripeto usare N2 al Second Level Interconnection (PCB e Componenti) è un lusso, anche perchè dopo pochi mesi anche se ben sigillata la MBB lascia trafilare il Gas (proprio lungo la sigillatura), ecc. elascia penetrare la Moisture (RH).

Usare i Dessicanti negli imballi dei PCB, purchè non vengano mai in contatto con la superficie (metallo) dei PCB, fanno solo bene.
La quantità (grammi/bustine) va definita in base a delle formule e sopratutto da esperimenti (Leggi la IPC-J-STD-020D la conosci ?) pesi a Wo e a saturazione, calcoli su delta peso (Wt-Wo), ecc, e la superficie totale della busta (sia essa Barriera MBB alluminata) lo spessore della stessa, gli strati (layers) che compongono il materiale della busta, ecc . Anche le buste in PET che sembrano trasparenti, potrebbero essere costituite da due o tre strati di materiale. Persino il termoretraibile sembra tanto sottile, ma quello buono è composto da due o tre strati per un totale comunque di 20-35 micron,... ecc.


adesso tocca a tè, poi andremo avanti...... anzi se cerchi sul forum, troverai già materiale che tratta questo argomento.


.........MdL

nel caso in cui non conoscessi la IPC-J-STD-020D, la trovi qui

www.elettronicaperpassione.it/index.php/...yClassification.html

questa standard, oltre che definire la metodologia per come Classificare i Moisture Sensitive Device, e cioè Livelli di Sensibilità (MSL) stabilisce anche i limiti di temperatura da impostare nei profili di reflow (Pb e Pb Free) per non danneggiare i componenti, e perchè no i PCB.

Per tua informazione, la IPC sta emettendo una nuova Standard la IPC-1601 proprio dedicata ai PCB (Imballo, Stoccaggio,Conservazione, Backe, ecc) un pò come lo è la IPC-J-033B per i componenti.
I danni provocati dalla moisture presente nei PCB quando saldati in Reflow, specialmente con Pb Free, stanno diventando tanti (sbollatura esterna, delaminazioni interne, ecc) al punto che l'Industria dell'Assemblaggio Elettronico sta pressando la IPC affinchè esca con una Standard che regolamenti un pò la maetria, in fatti il WG-32 (Working Group 32) della IPC sta lavorando sodo per emettere al piu presto la IPC-1601.


.........MdL

barbieimf ha scritto:
Come mai per chiudere i componenti vengono utilizzati i sali mentre per le PCB lo sconsigliano alcuni fornitori?

Alcuni fornitori lo sconsigliano semplicemente perchè loro non lo mettono e non ti possono dire che va messo, in alternativa non hanno un sistema di confezionamento sottovuoto efficace(termosaldatura che si apre troppo facilmente) quindi in questo caso non servirebbe.
Comunque, c'è anche da dire, che "l'assorbimento" dell' umidità in base al tempo per i pcb non è una costante, dipende dalle resine e dal numero di layer.
Inoltre i diseccanti vanno gestiti, se li lasci esposti "all' aria" si caricano di umidità. Quando componi un dry-pack il diseccante deve essere secco, altrimenti è come inserire una spugna piena d'acqua nelle immediate vicinanze dei tuoi pcb sensibili.
saluti f1
MdL era ora che uscisse lo standard per i pcb ms

Grazie per tutte le info,
la IPC 033 per i componenti sensibili all'umidità la conosco. Aspetterò la IPC 1601 in quanto la 033 da indicazioni di tempo e temperatura di baking in base a grandezza,peso e spessore di componenti mentre per le PCB che io sappia non c'è ancora niente. So che a seconda delle finiture soprattutto, oltre che al numero di layer, cambiano i parametri da impostare per il baking.

barbieimf ha scritto:
Grazie per tutte le info,
la IPC 033 per i componenti sensibili all'umidità la conosco. Aspetterò la IPC 1601 in quanto la 033 da indicazioni di tempo e temperatura di baking in base a grandezza,peso e spessore di componenti mentre per le PCB che io sappia non c'è ancora niente. So che a seconda delle finiture soprattutto, oltre che al numero di layer, cambiano i parametri da impostare per il baking.

Bene, se conosci la IPC-J-STD-033B, allora troverai risposta alle tue domande, ad esempio:

a) Shelf Life dei MSD (quanto tempo possono stare sullo scaffale sigilati in MBB ) a determinate condizioni ambientali (T and RH%)

3.3.5 Shelf Life The calculated shelf life for dry packed SMD packages shall be a minimum of 12 months from the bag
seal date, when stored in a noncondensing atmospheric environment of <40°C/90% RH.

In pratica, se i parametri ambientali dovessero variare verso il megio, la durata della sigillatura (Dry Pack) potrebbe durare più di 12 mesi, ecc, ecc,..

b) sigillatura MBB ( come sigillare le buste barriera conteneti MSD) per garantire Dry Pack

3.3.4 Moisture Barrier Bag Sealing The bag should be heat sealed so as not to damage or cause delamination of the MBB.
Full air evacuation is not needed or recommended; light air evacuation will reduce the packaging bulk and enhance carton
packing. Excessive evacuation may impede desiccant performance and lead to MBB punctures.

Come vedi, non si parla di Azoto, ed il Vuoto deve essere lieve e non troppo spinto, leggi bene e cerca di capire il perchè....

Ribadisco, usare N2 per Sigillare Componenti MSD e PCB, sono soldi sciupati.

In merito alla capacità di assorbire moisture da parte dei MSD (corpo plastico o molding compound) e quindi del Bake, se leggi bene il Cap 7 (Derating due to Factory Environment Conditions) e cosi pure l Appendix B, troverai una voce che si chiama DIFFUSIVITY oppure Activation Energy for Diffusion, vedrai che questo particolare è molto importante se relazionato alle condizioni ambientali, infatti variando, determina il tempo necessario per assorbire Moisture ed ovviamente per rilasciarla nel caso di dry-off o bake.
La tabella 7-1 ti da un'idea di come si comportano i MSD con spessore e dimensioni diverse rispetto alle condizioni ambientali riferiti ai Molding Compounds (resine del corpo plastico più diffuse, tipo Novolac, Biphenyl eMultifunctional Epoxies.
Se si dovessero adottare altri tipi di resine, magari caricate con silicio, ecc, il coefficiente di diffusività cambierebbe, quindi quella tabella andrebbe ricalcolata. (Stesso discorso vale nel caso dlel calcolo dei tempi di bake Table 4-1, e 4-2)

Tutto questo ragionamento è fatto per dire che mentre per i componenti MSD i materiali plastici (Molding Compound) considerati da questa tabella sono i più diffusi e non sono molti, per i PCB non è cosi facile fissare delle tabelle, sopratutto perchè i materiali (Resine/Laminati/Fibre di Vetro/ Fillers,..) sono molteplici e le loro caratteristiche fisiche (Impermeabilità, Diffusività, CTE, ecc,) sono a volte molto diverse e che unite al numero di layers, spessore del PCB, Rame negli strati, fori PTH e PTH, ecc, rendono molto difficile calcolare in quanto tempo i diversi tipi di PCB giungono a saturazione e quindi non assorbono più moisture.
Questo lo sanno coloro che stanno tribolando per mettere a punto la IPC-1601, molto più complicata che non la IPC-J-STD-033 per i componenti MSD.

Ecco perchè per i PCB bisogna fare qualche esperimento e misurazione (pesi), tenere conto degli spessori e del tipo di laminato ed il numero di strati del PCB , ecc, per definire definire i parametri di asciugatura (bake) più appropriati.
Qui sul forum trovi già qualche dato.

Parlando ancora di Shelf Life dei PCB, bisogna tenere presente questi fondamentali comportamenti:

1) Assorbimento di Moisture da parte dei laminati

2) Ossidazione delle parti metaliche (in pratica della finitura superficiale e THT )

3) e perchè no della crescita dei composti Intermetallici (IMC) in quelle finiture metalliche tipo HASL

Quindi, come giustamente hai affermato, la durata della Shelf Life, dei PCB, è vincolata non solo all'assorbimento della Moisture (1) ma anche del tipo di finitura (2) e in certi casi della crescita IMC, poi tutto il resto sopramenzionato (Tipo di Resina, Numero di Layers, Spessore PCB, ecc) oltre alla tipologia di Imballo.

Come vedi, certi aspetti li diamo per conosciuti e scontati, invece dobbiamo studiarci ancora sopra per bene, prima per capire e scondo per meglio operare sia sui MSD che PCB se vogliamo conservarli integri ed usarli al meglio delle loro prestazioni.
Sembra facile.......

Rileggi un po le 003 e 020, e vedrai che già da li potrai trarre spunti utili per mettere insieme Linee Guida anche per i PCB e non solo per i MSD.


Ripassa...... che poi ti interrogo


.................MdL

Ciao,
è corretto utilizzare l'azoto nei forni utilizzati per fare il baking dei circuiti stampati vuoti e dei componenti MSD?
Ne sto acquistando uno nuovo e stavo valutando la possibilità di inserire anche un kit per il collegamento con l'azoto.
Credo che l'azoto faccia in modo che si ossidi il meno possibile la finitura superficiale.

All'interno del forno l'umidità residua deve essere inferiore al 5%?

In attesa.
Grazie.

b]barbieimf ha scritto:[/b]

Credo che l'azoto faccia in modo che si ossidi il meno possibile la finitura superficiale.

Corretto, l' Azoto preserva dalla ossidazione delle superfici metalliche in generale

Non dimentichiamo comunque che in atmosfera l'Azoto (N2) è presente quasi per l'80%, e quindi si tratterebbe di gestire al meglio l'esposizione delle superfici al contatto con l' Ossigeno.

Con la saturazione della muffola del forno mediante N2, l 'Ossigeno presente (Aria miscela di gas) dovrebbe ridursi a pochi ppm.


è corretto utilizzare l'azoto nei forni utilizzati per fare il baking dei circuiti stampati vuoti e dei componenti MSD?


Corretto, si tratta però di fare una adeguata valutazione tecnica economica. Cioè provare ad eseguire bake (di PCB e MSD) con muffola satura o quasi di N2, e fare bake semplicemente con la muffola contenente Aria normale.
Comparare poi i risultati qualitativi di saldatura (PCB+MSD) nei due casi, e conseguentemente valutarne la convenienza o meno di usare N2.

L'impiego di N2 fa senza dubbio bene, ma a che prezzo?

Ne sto acquistando uno nuovo e stavo valutando la possibilità di inserire anche un kit per il collegamento con l'azoto.


Il mio suggerimento, se devi acquistare un forno nuovo, se non costa troppo, predisponilo o attrezzalo per l'erogazione del N2, cura che la tenuta (ermetica) del forno si fatta bene e che sopratutto a bordo vi sia un Misuratore di Flusso (Litri/Minuto) regolabile in modo tale che tu possa regolarne il flusso quindi il consumo.
Avendo a bordo del forno (il Kit) l'erogatore di N2 (magari automatico) è sempre meglio che non averlo, ti darebbe la possibilità di fare prove comparative (di Ossidazione+ Saldabilità) con e senza N2 e quindi decidere se e quando ( e quanto) fare uso di N2.

Una cosa importante per un forno dedicato al bake, è quella di disporre di una ventola interna a bassa velocità (magari regolabile) con portata in grado si di far circolare la giusta energia (calore) per mantenere la Temperatura Stabilita, ma anche di mantenere la circolazione dell'aria calda (Ossigeno) in maniera non troppo forzata. Abbiamo detto che è l'Ossigeno che causa l'ossidazione dei metalli investiti da esso.

Quindi, se realmente in alcuni casi non puoi fare a meno dell' N2, usalo, ma ricordati che ha un costo e quindi usare con parsimonia.


All'interno del forno l'umidità residua deve essere inferiore al 5%?

Tranquillo che quando il forno raggiunge temperature >80°C la Umidità Relativa (RH) al suo interno scompare, magari se il forno è carico di PCB o MSD ci impiegherà un pò più di tempo a scendere intorno allo zero % RH (o quasi) però stai tranquillo che dopo un'oretta o due di umidità nel forno non ce n'è più.

Ovviamente quanto sopra è solo un mio parere. Comunque nel corso della mia carriera, di bake a MSD e PCB ne ho fatto tanto, ma di N2 ne ho usato pochissimo.


........MdL

in poche parole, i vantaggi del sistema di azoto sono notevolmente inferiori all'impegno finanziario richiesto ... e sono d'accordo con te.

sono invece poco d'accordo con quanto dici sull'umidità e la temperatura.

L'umidità rappresenta la quantità di molecole d'acqua presenti in atmosfera. Questa quantità aumenta fino a raggiunere la saturazione, ossia, fino al massimo che l'aria puo contenere.

La temperatura agisce sull'atmosfera aumentando la sua capacità di contenimento, portando il valore di saturazione ad un livello piu alto.

ecco spiegato il motivo per cui in estate c'è piu umidità che non in inverno. Fino qui sei d'accordo?

Pertanto, se in un forno la temperatura viene innalzata fino a 80°C, la capacità dell'aria di contenere piu molecole d'acqua aumenta, ma non ci possono essere di piu di quella che esiste in atmosfera circostante il forno: è la stessa aria...... a meno di non aggiungere una bacinella, ossia una sorgente di molecole d'acqua supplementare.

dubito fortemente che aumentando la temperatura diminuisci fino ad azzerare la presenza di molecole d'acqua, io direi che questa rimane costante.

Semmai, si puo dire che il rapporto umidità presente nell'aria e punto di saturazione (legato alla temperatura) si è ridotto. Non per niente si dice umidità relativa.

Tuttavia, non credo sia corretto questa modalità di lavoro per asserire di aver ridotto l'umidità (semplicemente perchè i parametri relativi sono diminuiti), ma credo sia meglio pensare ai parametri assoluti: ossia condensare l'umidità per raffreddamento ed evacuarla.

Quindi come mi dovrei comportare?
Mi dicono che l'azoto non sia in grado di portare via l'umidità. Vorrei utilizzarlo per evitare di ossidare troppo la scheda.
E' utile quindi avere un sensore che controlla l'umidità. Mi viene da pensare, ma se l'aria calda la butto fuori con il camino, faccio
entrare ari nuova che riscaldo, entrerà ancora umidità. Mi sembra un cane che si morde la coda...

In attesa