¿Por qué almacenar los componentes y las placas electrónicas en un armario seco con atmósfera de nitrógeno?

Sin precauciones especiales, ciertos componentes y circuitos impresos (PCB) expuestos al aire, pueden ver sus materiales constituyentes comportarse como verdaderas esponjas, y absorber humedad en sus capas internas o sus porosidades (fenómeno de adsorción y difusión).

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La operación de ensamblaje de los componentes sobre un circuito impreso implica un conjunto de procesos térmicos, generalmente operaciones de soldadura a temperaturas cercanas o superiores a 260 °C.

La mayoría de los materiales constituyentes de los componentes que se calientan a estas temperaturas de consigna se vuelven maleables, porque están cerca de su temperatura de transición vítrea. La humedad potencialmente presente en un componente o placa de circuito impreso (PCB) se vaporizará, introduciendo una presión y un estrés significativos. Por tanto, el principal riesgo es la provocación de deformaciones, la destrucción irreversible (deslaminación, deformación, efecto palomita, fisuras, grietas, etc.) o los fallos latentes.

Soluciones para evitar los daños causados por la humedad

Conocidas desde hace más de 4000 años (por los egipcios), las técnicas de vaporización permiten expulsar la humedad interna de los materiales mediante energía térmica. Sin embargo, aunque este proceso permite eliminar eficazmente la humedad, también corre el riesgo de degradar los materiales (metales y polímeros) debido a la oxidación resultante de la combinación de calentamiento en presencia del oxígeno del aire.

Tanto para reemplazar la vaporización, como para evitar la absorción de humedad de los componentes sensibles (SMD, PCB, placas electrónicas durante la producción, etc.), se recomienda mantener estos elementos protegidos de la humedad, en equipos específicos que implementen una atmósfera seca.

Algunos equipos funcionan con atmósfera inerte, utilizando un principio simple de caudal de nitrógeno puro, que los protege de la posible degradación por los contaminantes presentes en el aire (O₂, Ozone, H₂S , H₂SO₄, …).

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Los componentes estándar son los más frágiles

La norma IPC/JEDEC J-STD-033 es una clasificación internacional que distingue los componentes según su grado de sensibilidad relativa a la absorción de humedad (nivel MSL: Moisture Sensitivity Level), y permite gestionar la duración máxima de uso una vez abierto el embalaje protector.

Esta clasificación tiene 6 niveles principales de caracterización (del 1: para los componentes menos sensibles, al 6: para los componentes más sensibles).
La norma requiere que el fabricante coloque una etiqueta que identifique el número correspondiente al nivel MSL para que los usuarios tomen las medidas y precauciones necesarias en el almacenamiento y el ensamblaje.
Entre la amplia gama de componentes podemos mencionar:

componentes conocidos por ser sensibles a la humedad tales como: circuitos integrados, componentes en cajas de plástico fino, BGA (Ball Grid Array), microchips, paquetes de escala de chips, etc.,
componentes conocidos por ser insensibles tales como: la mayoría de los componentes que atraviesan la placa (componentes PTH), la mayoría de los conectores, etc.

Diferentes técnicas y tecnologías para el almacenamiento en atmósfera seca

En la siguiente tabla se muestran las principales opciones de acondicionamiento de los componentes para protegerlos de la humedad, ya sea sueltos o en el embalaje (bolsa Drypack).

Tipos de tecnologías de almacenamiento	Protección contra	Características
Bolsa Drypack + desecantes	✅H₂O ❌O₂ Exposición a los contaminantes del aire: Media	Evita la acumulación de humedad, Requiere un tiempo significativo para desempaquetar y volver a empaquetar con normalidad, ⇒ Tiempo de almacenamiento limitado.
Armarios de aire seco	✅H₂O ❌O₂ Exposición a los contaminantes del aire: Fuerte (contaminantes no retenidos por los filtros)	Evita la acumulación de humedad, Punto de vigilancia sobre la ausencia de protección frente al O₂, y otros contaminantes atmosféricos, Más adecuado para el almacenamiento a muy corto plazo, Accesibilidad más fácil con las bolsas Drypack.
Armario con sistema desecante
Armario desecante + nitrógeno
Armario con nitrógeno	✅H2O ✅O2 ✅Exposición a los contaminantes del aire: Ninguna (ausencia de contaminantes en el nitrógeno)	La solución con una eficiencia óptima para reducir el riesgo de deterioro: 100 % de protección: evita la absorción de humedad, logra un secado suave, protege contra la oxidación, protege contra los contaminantes del aire. Accesibilidad total al stock

Parámetros a comprobar para garantizar la eficiencia de un armario seco

Los equipos de almacenamiento suelen tener sistemas de control de higrometría para comprobar que la humedad relativa del ambiente esté muy por debajo del 5 %.
Existen diferentes soluciones, que van desde el simple indicador de la prueba de humedad (reversible o no), cuyo color cambia según la higrometría del ambiente, hasta sistemas de medición más complejos que utilizan analizadores para el registro o la regulación de la atmósfera.

Nuestros expertos están a su disposición para asesorarle en:

el almacenamiento en armario seco con atmósfera de nitrógeno,
la optimización del funcionamiento y el control de la atmósfera inerte en los equipos,
las normas de seguridad en el lugar de trabajo,
el método de suministro de nitrógeno y su pureza, así como en las soluciones de distribución (red) y posibles servicios para abastecer sus instalaciones de almacenamiento.