PCB ponosi odpowiedzialność za podłączenie wszystkich komponentów, dlatego też od momentu wyprodukowania aż do końcowego użycia, warunki temperatury i wilgotności podczas przechowywania spokojnie decydują o tym, czy będzie on mógł prawidłowo funkcjonować w sprzęcie.
Temperatura: Wrażliwy element do przechowywania płytek PCB
płytki PCB składają się zwykle z wielu materiałów, takich jak powszechnie stosowane podłoża FR-4, CEM-3, a także folia miedziana, warstwy maski lutowniczej itp. Materiały te są niezwykle wrażliwe na zmiany temperatury. Gdy temperatura przechowywania jest zbyt wysoka, powyżej zalecanego zakresu 15 st. C do 30 st. C, podłoże może przyspieszyć starzenie. Biorąc za przykład podłoże FR-4, wysoka temperatura może spowodować zerwanie wewnętrznych wiązań chemicznych, stopniową degradację właściwości materiału oraz zmniejszenie pierwotnie dobrej izolacji i wytrzymałości mechanicznej, wpływając w ten sposób na stabilność transmisji sygnału płytki drukowanej w obwodach. W poważnych przypadkach może to nawet spowodować zwarcie. Jednocześnie nadmierna temperatura może powodować rozszerzanie się folii miedzianej, co może prowadzić do zmniejszenia przyczepności folii miedzianej do podłoża, co może skutkować rozwarstwieniem. Ma to szczególnie istotny wpływ na wielowarstwowe płytki PCB, ponieważ ścisłe połączenie pomiędzy warstwami ma kluczowe znaczenie dla parametrów elektrycznych.
I odwrotnie, jeśli temperatura przechowywania będzie zbyt niska, poniżej 15 stopni C, płyta stanie się krucha. W późniejszym procesie przetwarzania lub użytkowania niewielkie uderzenia zewnętrzne mogą łatwo spowodować pęknięcia, co skutkuje przerwaniem obwodu i złomem płytki drukowanej. Na przykład w magazynach w zimnych regionach, jeśli temperatura nie jest skutecznie kontrolowana, a płytki PCB są przechowywane bezpośrednio, gdy konieczne jest odzyskanie i zainstalowanie podzespołów elektronicznych, może się okazać, że płyty stają się kruche z powodu niskich temperatur i powodują niepotrzebne straty ekonomiczne.
Wilgotność: ukryty zabójca płytek PCB
Nie należy lekceważyć wpływu wilgoci na płytki PCB, a zalecany zakres wilgotności względnej przechowywania wynosi od 30% do 70%, najlepiej kontrolowany poniżej 50%. Gdy wilgotność otoczenia jest wysoka, płytka PCB działa jak gąbka, pochłaniając wilgoć z powietrza. W przypadku wielowarstwowych-płytek drukowanych i płytek drukowanych-o wysokiej częstotliwości absorpcja wilgoci jest szczególnie poważna. Wnikanie wilgoci może zmienić właściwości dielektryczne płytki, powodując opóźnienia i zniekształcenia transmisji sygnału oraz wpływając na ogólną wydajność urządzeń elektronicznych. Co więcej, środowiska o wysokiej wilgotności są podatne na korozję elektrochemiczną, szczególnie w przypadku odsłoniętych folii miedzianych, połączeń lutowanych i innych obszarów płytek PCB. Wilgoć wchodzi w interakcję z tlenem i kwaśnymi gazami zawartymi w powietrzu, przyspieszając korozję miedzi i tworząc na powierzchni produkty korozji, takie jak tlenek miedzi. Zwiększa to rezystancję połączeń lutowanych, a nawet prowadzi do otwartych obwodów, znacznie zmniejszając niezawodność i żywotność płytek drukowanych.
Z drugiej strony, jeśli wilgotność otoczenia jest zbyt niska, poniżej 30%, problemy z elektrycznością statyczną będą pojawiać się jeden po drugim. W środowiskach o niskiej wilgotności ładunki powierzchniowe obiektów są trudne do rozproszenia poprzez przewodzenie powietrza i są podatne na gromadzenie się elektryczności statycznej. płytki PCB zwykle integrują dużą liczbę elementów elektronicznych wrażliwych na elektryczność statyczną, takich jak chipy obwodów scalonych. Gdy przedmiot naładowany elektrycznością statyczną zetknie się z płytką drukowaną, chwilowe wyładowanie elektrostatyczne może wygenerować napięcie dochodzące do tysięcy woltów. Silny prąd może przeniknąć do maleńkich obwodów wewnątrz komponentów, powodując trwałe uszkodzenie komponentów. Nawet niewielkie uszkodzenia elektrostatyczne mogą stopniowo powodować błędy w przyszłym użytkowaniu, wpływając na stabilność płytki drukowanej.
Strategia reagowania: Stwórz środowisko o odpowiedniej temperaturze i wilgotności
Aby stworzyć idealne warunki przechowywania płytek drukowanych w zakresie temperatury i wilgotności, konieczne jest podjęcie szeregu ukierunkowanych działań. W zakresie kontroli temperatury magazyny powinny być wyposażone w precyzyjne systemy kontroli temperatury, takie jak urządzenia klimatyzacyjne, w celu utrzymania stabilnej temperatury w przedziale od 15 st. C do 30 st. C. Jednocześnie konieczne jest regularne monitorowanie i rejestrowanie temperatury, aby szybko wykryć nieprawidłowe wahania temperatury i dokonać korekty. W przypadku niektórych specjalnych płytek drukowanych o bardziej rygorystycznych wymaganiach temperaturowych, takich jak płytki PCB-o wysokiej częstotliwości wykonane ze specjalnych materiałów, może być wymagany dodatkowy sprzęt do kontroli temperatury, aby zapewnić kontrolę wahań temperatury w bardzo małym zakresie.
Jeśli chodzi o kontrolę wilgotności, osuszacze mogą służyć do zmniejszania wilgotności otoczenia i utrzymywania jej w zalecanym zakresie. Na obszarach lub w porach roku o dużej wilgotności rola osuszaczy jest szczególnie istotna. Ponadto podczas przechowywania płytek drukowanych skuteczne-metodą zabezpieczania przed wilgocią jest stosowanie próżniowych worków-odpornych na wilgoć do szczelnie zamkniętych opakowań i umieszczanie wewnątrz worka odpowiedniej ilości środka osuszającego, takiego jak żel silikonowy. Środek osuszający może adsorbować resztkową wilgoć wewnątrz torby, dodatkowo zmniejszając ryzyko absorpcji wilgoci na płytkach drukowanych. Jednocześnie ważne jest regularne sprawdzanie stanu środków pochłaniających wilgoć i terminowa wymiana przeterminowanych środków osuszających. Aby zapobiec zagrożeniom związanym z elektrycznością statyczną, obszary przechowywania powinny być wyposażone w podłogę antystatyczną. Podczas obsługi płytek PCB personel powinien nosić-odzież i rękawice antystatyczne, używać-narzędzi antystatycznych i umieszczać płytki PCB w antystatycznych torbach lub półkach, aby zminimalizować wytwarzanie i gromadzenie się elektryczności statycznej.