PCB ha la responsabilità di collegare tutti i componenti, pertanto, dalla produzione all'utilizzo finale, le condizioni di temperatura e umidità durante lo stoccaggio determinano tranquillamente se può funzionare correttamente nell'apparecchiatura.
Temperatura: Elemento sensibile per la conservazione della scheda PCB
Le schede PCB sono solitamente composte da più materiali, come i substrati FR-4, CEM-3 comunemente utilizzati, nonché fogli di rame, strati di maschere di saldatura, ecc. Questi materiali sono estremamente sensibili alle variazioni di temperatura. Quando la temperatura di conservazione è troppo elevata, superiore all'intervallo consigliato compreso tra 15 e 30 gradi C, il substrato potrebbe accelerare l'invecchiamento. Prendendo come esempio il substrato FR-4, l'alta temperatura può causare la rottura del legame chimico interno, degradare gradualmente le proprietà del materiale e ridurre l'isolamento e la resistenza meccanica originariamente buoni, influenzando così la stabilità della trasmissione del segnale della scheda PCB nei circuiti. Nei casi più gravi, può anche causare guasti da cortocircuito. Allo stesso tempo, una temperatura eccessiva può causare l'espansione del foglio di rame, che può portare a una diminuzione dell'adesione tra il foglio di rame e il substrato, con conseguente delaminazione. Ciò ha un impatto particolarmente significativo sulle schede PCB multistrato, poiché lo stretto legame tra gli strati è fondamentale per le prestazioni elettriche.
Al contrario, se la temperatura di stoccaggio è troppo bassa, inferiore a 15 gradi C, il pannello diventerà fragile. Nel successivo processo di lavorazione o utilizzo, un leggero impatto esterno può facilmente causare crepe, con conseguente rottura del circuito e rottami della scheda PCB. Ad esempio, nei magazzini delle regioni fredde, se la temperatura non viene controllata in modo efficace e le schede PCB vengono immagazzinate direttamente, quando è necessario recuperare e installare componenti elettronici, è possibile che le schede diventino fragili a causa delle basse temperature e causino inutili perdite economiche.
Umidità: il killer nascosto delle schede PCB
L'impatto dell'umidità sulle schede PCB non deve essere sottovalutato e l'intervallo di umidità relativa di stoccaggio consigliato è compreso tra il 30% e il 70%, preferibilmente controllato al di sotto del 50%. Quando l'umidità ambientale è elevata, la scheda PCB agisce come una spugna, assorbendo l'umidità dall'aria. Per le schede PCB multi-strato e le schede PCB ad alta-frequenza, l'assorbimento di umidità è particolarmente grave. L'invasione di umidità può modificare le proprietà dielettriche della scheda, causando ritardi e distorsioni nella trasmissione del segnale e influenzando le prestazioni complessive dei dispositivi elettronici. Inoltre, gli ambienti ad elevata umidità sono soggetti alla corrosione elettrochimica, in particolare per le lamine di rame esposte, i giunti di saldatura e altre aree delle schede PCB. L'umidità interagisce con l'ossigeno e i gas acidi presenti nell'aria, accelerando la corrosione del rame e formando prodotti di corrosione come l'ossido di rame sulla superficie. Ciò aumenta la resistenza dei giunti di saldatura e porta anche a circuiti aperti, riducendo notevolmente l'affidabilità e la durata delle schede PCB.
D'altra parte, se l'umidità ambientale è troppo bassa, inferiore al 30%, si susseguiranno problemi di elettricità statica. In ambienti a bassa umidità, le cariche superficiali degli oggetti sono difficili da dissipare attraverso la conduzione aerea e tendono ad accumulare elettricità statica. Le schede PCB solitamente integrano un gran numero di componenti elettronici sensibili all'elettricità statica, come i chip dei circuiti integrati. Quando un oggetto dotato di elettricità statica entra in contatto con una scheda PCB, la scarica elettrostatica istantanea può generare tensioni fino a migliaia di volt. La forte corrente può penetrare nei minuscoli circuiti all'interno dei componenti, causando danni permanenti ai componenti. Anche un lieve danno elettrostatico può causare gradualmente guasti nell'uso futuro, influenzando la stabilità della scheda PCB.
Strategia di risposta: creare un ambiente di temperatura e umidità adatto
Per creare condizioni ideali di temperatura e umidità di stoccaggio delle schede elettroniche, sono essenziali una serie di misure mirate. In termini di controllo della temperatura, i magazzini di stoccaggio dovrebbero essere dotati di precisi sistemi di controllo della temperatura, come apparecchiature di condizionamento dell'aria, per mantenere una temperatura stabile tra 15 gradi C e 30 gradi C. Allo stesso tempo, è necessario monitorare e registrare regolarmente la temperatura per rilevare tempestivamente fluttuazioni anomale della temperatura e apportare modifiche. Per alcune schede PCB speciali con requisiti di temperatura più rigorosi, come le schede PCB ad alta-frequenza che utilizzano materiali speciali, potrebbero essere necessarie apparecchiature di controllo della temperatura aggiuntive per garantire che le fluttuazioni di temperatura siano controllate entro un intervallo molto piccolo.
In termini di controllo dell’umidità, i deumidificatori possono essere utilizzati per ridurre l’umidità ambientale e mantenerla entro l’intervallo consigliato. Nelle zone o stagioni con elevata umidità, il ruolo dei deumidificatori è particolarmente cruciale. Inoltre, quando si conservano le schede PCB, anche l'utilizzo di sacchetti sottovuoto a prova di umidità-per imballaggi sigillati e l'inserimento di una quantità adeguata di essiccante, come gel di silicone, all'interno del sacchetto è un metodo efficace a prova di umidità-. L'essiccante può assorbire l'umidità residua all'interno del sacchetto, riducendo ulteriormente il rischio di assorbimento di umidità sulle schede PCB. Allo stesso tempo, è importante controllare regolarmente lo stato degli essiccanti e sostituire tempestivamente quelli scaduti. Per prevenire i rischi legati all'elettricità statica, le aree di stoccaggio devono essere dotate di pavimenti anti-statici. Durante l'utilizzo delle schede PCB, il personale deve indossare indumenti e guanti anti-statici, utilizzare strumenti anti-statici e posizionare le schede PCB in borse o scaffali anti-statici per ridurre al minimo la generazione e l'accumulo di elettricità statica.