Porquê armazenar componentes e placas eletrónicas num armário seco de azoto?

Sem precauções especiais, determinados componentes e circuitos impressos (PCB) expostos ao ar podem ver os seus materiais constituintes comportarem-se como grandes esponjas e absorverem humidade nas suas camadas internas ou nos seus poros (fenómeno de adsorção e difusão).

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A operação de montagem de componentes num circuito impresso envolve uma série de processos térmicos, geralmente operações de brasagem a temperaturas superiores ou iguais a 260°C.

A estas temperaturas definidas, a maioria dos materiais constituintes dos componentes assim aquecidos torna-se maleável à medida que se aproxima da sua temperatura de transição vítrea.
A humidade potencialmente presente num componente ou circuito impresso (PCB) irá vaporizar, introduzindo pressões e tensões significativas. O principal risco é então causar deformação ou destruição irreversível (delaminação, deformação, efeito pipoca, fissura, quebra, etc.) ou falhas latentes, pondo em causa a qualidade dos componentes ou do circuito impresso.

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Soluções para evitar danos por humidade

Bem conhecidas há mais de 4000 anos (pelos egípcios), as técnicas de vaporização utilizam energia térmica para remover a humidade encontrada no interior dos materiais. No entanto, embora este processo seja eficaz a assegurar a remoção de humidade, também pode degradar os materiais (metais e polímeros) devido à oxidação resultante da combinação do aquecimento na presença de oxigénio do ar.

Seja para substituir a vaporização ou para evitar a recuperação de humidade nos componentes sensíveis (CMS, PCB, placas eletrónicas em fase de produção, etc.), recomenda-se o armazenamento destes elementos, protegidos da humidade, com recurso a aplicações, embalagens ou equipamentos específicos, utilizando uma atmosfera seca.

Determinados equipamentos funcionam com uma atmosfera inerte, utilizando um simples princípio de injeção de azoto puro que garante a sua proteção contra potenciais degradações por poluentes presentes no ar (O₂, ozono, H₂S, H₂SO₄, etc.).

Os componentes padrão mais frágeis

A norma IPC/JEDEC J-STD-033 é uma classificação internacional que distingue os componentes de acordo com os seus graus de sensibilidade relativa à absorção de humidade (nível MSL: Moisture Sensitivity Level) e permite gerir os tempos máximos de utilização após a abertura da embalagem de proteção.

Esta classificação é constituída por 6 níveis principais de caracterização (de 1 para os componentes menos sensíveis a 6 para os componentes com maior sensibilidade).
A norma impõe que o fabricante ponha uma etiqueta de identificação numérica indicando o nível MSL para permitir aos utilizadores tomarem as medidas e precauções necessárias para o armazenamento e montagem.
A ampla gama de componentes inclui:

modelos de componentes considerados sensíveis à humidade como: circuitos integrados, componentes em embalagem plástica fina, BGA (Ball Grid Array), µ chips, chip scale package, etc.;
componentes considerados pouco sensíveis como: a maioria dos componentes de passagem (PTH), a maioria dos conectores, etc.

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As diferentes técnicas e tecnologias de armazenamento em atmosfera seca

A tabela abaixo retoma as principais opções de acondicionamento dos componentes para os proteger da humidade, quer a granel quer em embalagem (saco Drypack).

Tipos de tecnologias de armazenamento	Proteções contra	Particularidades
Saco Drypack + secagem	✅H₂O ❌O₂ Exposição a poluentes do ar: Média	Evita a recuperação de humidade Elevado tempo de mão-de-obra para desembalar e reacondicionamentos regulares ⇒ Tempo de armazenamento limitado
Armários de ar seco	✅H₂O ❌O₂ Exposição a poluentes do ar: Elevada (poluentes não capturados pelos filtros)	Evita a recuperação de humidade Ponto de vigilância em relação à falta de proteção contra o O₂ e outros poluentes do ar Mais adequado para armazenamento a muito curto prazo Mais fácil de acesso do que os sacos Drypack
Armário com sistema de secagem
Armário de secagem + azoto
Armário de azoto	✅H₂O ✅O₂ ✅Exposição a poluentes do ar: Nenhuma (ausência de poluentes no azoto)	A solução com a máxima eficiência para reduzir os riscos de deterioração: 100% de proteção: - evita a recuperação de humidade - efetua uma secagem suave - protege da oxidação - protege dos poluentes do ar Acesso total ao stock

Parâmetros a serem controlados para ter a certeza da eficiência de um armário seco

Normalmente, os equipamentos de armazenamento têm sistemas de controlo da higrometria para verificar se a atmosfera é inferior a 5% de humidade relativa.
Existem diferentes soluções, desde simples indicadores de teste de humidade (reversíveis ou não), cuja cor muda de acordo com a higrometria do ambiente, até sistemas de medição mais complexos que utilizam analisadores para registar ou regular a atmosfera.

Os nossos especialistas estão ao seu dispor para o aconselhar sobre:

o armazenamento num armário seco de azoto;
a otimização do funcionamento e controlo da atmosfera gasosa no equipamento;
as normas de segurança para o posto de trabalho;
o modo de fornecimento do azoto e a sua pureza, bem como possíveis soluções de distribuição (rede) e serviços para fornecer as suas instalações de armazenamento.

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