Przechowywanie i ochrona płytek drukowanych FLEX, RIGID-FLEX i SEMI-FLEX

Wymagania dotyczące pakowania i wysyłki laminatów przez producentów 

Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na PCB producenci są zmuszeni nie tylko do usprawnienia i przyspieszenia produkcji, ale także do zapewnienia, że PCB dotrą do miejsca przeznaczenia w idealnym stanie. Większość producentów doskonale zdaje sobie sprawę z uszkodzeń spowodowanych wyładowaniami elektrostatycznymi, które mogą wystąpić podczas montażu, a także wiedzą, że uwalnianie wilgoci podczas procesu lutowania może doprowadzić do uszkodzenia PCB. Nie należy jednak zapominać, że wrażliwość na wilgoć nie ogranicza się tylko do procesów produkcji. Ochrona przed wilgocią może stać się poważnym problemem podczas transportu i przechowywania. Pod wpływem nadmiaru wilgoci istnieje duże prawdopodobieństwo, że płytka drukowana przedwcześnie ulegnie degradacji i uszkodzeniu w docelowym urządzeniu. Z tego powodu producenci szukają nowych sposobów pakowania, przechowywania i transportu PCB, które zabezpieczą je przed uszkodzeniami spowodowanymi wilgocią. Jedną z powszechniej stosowanych metod jest pakowanie typu „Skin Pack”, które wykorzystuje podgrzewanie folii i zabezpieczenie próżniowe. Jako materiał ochronny wykorzystywana jest standardowa folia bąbelkowa oraz folia płaska, obie wykonane z polietylenu (PE). W ten sposób dodatkowo zabezpiecza się płytki przed uszkodzeniami mechanicznymi. Coraz częściej wykorzystuje się folie o specyfikacji ESD, a do opakowania dodawane są również wskaźniki wilgoci i pochłaniacze w postaci żeli. 

Standardowo, płyty drukowane nie są uważane za wrażliwe na wyładowania elektrostatyczne, chociaż wielu użytkowników wymaga ich pakowania w odpowiednie torby ochronne ESD, tak aby mogły przejść bezpośrednio do strefy montażu (strefy EPA) bez konieczności ponownego pakowania. Wraz z pojawieniem się na rynku płyt drukowanych zawierających wbudowane elementy pasywne i aktywne, otrzymana płyta drukowana może wymagać pakowania i ochrony ESD. Więcej informacji na ten temat zawarto w normie IPC-7092. Dostępnych jest wiele odmian opakowań ESD, niektóre z nich są odporne tylko na ładunki elektrostatyczne, inne posiadają własności rozpraszające ładunki czy ekranujące. Użytkownik odpowiednio wcześnie powinien określić specyfikację opakowania.

Poniższej opisano główne wymagania dotyczące pakowania, które musi spełnić dostawca płytek drukowanych typu FLEX, RIGID-FLEX i SEMI-FLEX dla aplikacji krytycznych. Wymagania mogą zostać zapisane w postaci umowy, dokumentacji do zamówienia lub rysunku. Stosowanie ich jest konieczne w celu spełnienia wymagań jakościowych producentów elektroniki i ich odbiorców. 

Przed transportem, płytki FLEX, RIGID-FLEX i SEMI-FLEX powinny zostać w odpowiedni sposób osuszone. Zalecana przez IPC zawartość wilgoci przed pakowaniem powinna być ograniczona do 0,1% wartości wagowej w przypadku płytki drukowanej, która zostanie poddana procesowi lutowania w wysokiej temperaturze (do 260°C) lub maksymalnie 0,2%, w przypadku lutowania w niższej temperaturze (maksymalnie 230°C). Płytki powinny być również odpowiednio zapakowane:

• sucho; poziom wilgotności względnej wewnątrz opakowania nie może przekraczać 10%,

• płasko; w sposób uniemożliwiający ich wzajemne ścieranie i zginanie,

• w sposób zabezpieczający przed uszkodzeniami mechanicznymi,

• szczelnie w torbę MBB (Moisture Barrier Bag), która spełnia wymagania normy MIL-PRF-81705 typ I, zapobiegając zanieczyszczeniu, absorbcji wilgoci i powstawaniu korozji,

• materiał torby powinien w swojej konstrukcji zawierać metalizowaną warstwę. Bezbarwne tworzywa sztuczne/polimery, które jej nie zawierają, zapewniają ograniczoną odporność na wilgoć i nie powinny być stosowane do suchego pakowania płytek, zwłaszcza przeznaczonych do montażu bezołowiowego,

• torba powinna posiadać odpowiedni wskaźnik WVTR (Water Vapor Transmission Rate). WVTR to szybkość, z jaką para wodna przenika przez określoną grubość materiału barierowego. WVTR dla suchych płytek PCB powinien spełniać co najmniej wymagania normy IPC-J-STD-033 (WVTR ≤ 0,031g/m2/24 godz.). Niższa wartość WVTR może zwiększyć trwałość płytki drukowanej lub zmniejszyć wymaganą ilość środka osuszającego,

• pochłaniacz wilgoci i wskaźniki wilgotności HIC (Humidity Indicator Card) powinny spełniać wymagania norm, MIL-D-3464, typ II w przypadku pochłaniacczy. Właściwe wytyczne odnośnie ilości pochłaniacza w torbie zawarto w normie IPC-1601 (Załącznik B). HIC musi być zgodny z normą IPC/JEDEC J-STD-033, posiadać trzy kolorowe wskaźniki o czułości 5%, 10% i 60% i nie może zawierać siarki oraz chloru,

• pochłaniacz wilgoci i HIC nie powinny być umieszczone bezpośrednio na płytkach, tylko wzdłuż krawędzi PCB (o ile jest to możliwe),

• należy unikać całkowitego uszczelnienia próżniowego, tak aby umożliwić absorbentowi spełnienie jego funkcji,

• w celu dodatkowej ochrony przez uszkodzeniem, płytki powinny zostać ułożone na specjalnych usztywnieniach mechanicznych, 

• płytki pokrywane warstwą immersyjnej cyny powinny zawierać materiał absorbujący siarkę o neutralnym pH, np. papier Silver Saver.

Do każdego zamówienia dostawca powinien dołączyć certyfikat zgodności (CoC – Certificate of Conformance), w stosownych przypadkach raport z inspekcji pierwszego artykułu FAI (First Article Inspection) według np. AS9102, wyniki testu zanieczyszczeń jonowych oraz wszelkie inne testy i pomiary wynikające z zawartej umowy, dokumentacji lub zamówienia zakupu. 

Na opakowaniu dostawca powinien umieścić kod i ilość danego produktu oraz datę jego zapakowania.