pcb on vastuussa kaikkien komponenttien kytkemisestä, joten sen valmistuksesta loppukäyttöön lämpötila- ja kosteusolosuhteet varastoinnin aikana määrittävät hiljaa, pystyykö se toimimaan kunnolla laitteessa.
Lämpötila: Herkkä elementti piirilevyn säilytykseen
PCB-levyt koostuvat yleensä useista materiaaleista, kuten yleisesti käytetyistä FR-4-, CEM-3-substraateista sekä kuparifoliosta, juotosmaskikerroksista jne. Nämä materiaalit ovat erittäin herkkiä lämpötilan muutoksille. Kun varastointilämpötila on liian korkea, suositellun 15-30 asteen lämpötilan yläpuolella, substraatti voi kiihdyttää ikääntymistä. Esimerkkinä FR-4-substraatti, korkea lämpötila voi aiheuttaa sisäisen kemiallisen sidoksen katkeamisen, heikentää vähitellen materiaalin ominaisuuksia ja heikentää alun perin hyvää eristystä ja mekaanista lujuutta, mikä vaikuttaa piirilevyn signaalinsiirron vakauteen. Vakavissa tapauksissa se voi jopa aiheuttaa oikosulkuvikoja. Samanaikaisesti liiallinen lämpötila voi aiheuttaa kuparifolion laajenemista, mikä voi johtaa kuparikalvon ja alustan välisen adheesion heikkenemiseen, mikä johtaa delaminaatioon. Tällä on erityisen merkittävä vaikutus monikerroksisiin piirilevyihin, koska kerrosten välinen tiivis sidos on ratkaisevan tärkeää sähköisen suorituskyvyn kannalta.
Päinvastoin, jos säilytyslämpötila on liian alhainen, alle 15 astetta, levy haurastuu. Myöhemmässä käsittely- tai käyttöprosessissa pieni ulkoinen isku voi aiheuttaa helposti halkeamia, mikä johtaa piirin katkeamiseen ja piirilevyn romuun. Esimerkiksi kylmillä alueilla sijaitsevissa varastoissa, jos lämpötilaa ei säädetä tehokkaasti ja piirilevyt varastoidaan suoraan, kun elektroniikkakomponentteja on noudettava ja asennettava, levyt voivat haurastua alhaisten lämpötilojen vaikutuksesta ja aiheuttaa tarpeettomia taloudellisia menetyksiä.
Kosteus: PCB-levyjen piilotettu tappaja
Kosteuden vaikutusta piirilevyihin ei pidä aliarvioida, ja suositeltu säilytystilan suhteellinen kosteusalue on 30–70 %, mieluiten hallittu alle 50 %. Kun ympäristön kosteus on korkea, piirilevy toimii kuin sieni, joka imee kosteutta ilmasta. Kosteuden imeytyminen on erityisen vakavaa monikerroksisten-piirilevyjen ja korkeataajuisten-piirilevyjen kohdalla. Kosteuden tunkeutuminen voi muuttaa levyn dielektrisiä ominaisuuksia aiheuttaen signaalin lähetysviiveitä ja vääristymiä ja vaikuttaa elektronisten laitteiden yleiseen suorituskykyyn. Lisäksi korkean kosteuden ympäristöt ovat alttiita sähkökemialliselle korroosiolle, erityisesti paljaiden kuparikalvojen, juotosliitosten ja muiden piirilevyjen alueiden kohdalla. Kosteus on vuorovaikutuksessa ilman hapen ja happamien kaasujen kanssa, kiihdyttäen kuparin korroosiota ja muodostaen pinnalle korroosiotuotteita, kuten kuparioksidia. Tämä lisää juotosliitosten vastusta ja johtaa jopa avoimiin piireihin, mikä vähentää huomattavasti piirilevyjen luotettavuutta ja käyttöikää.
Toisaalta, jos ympäristön kosteus on liian alhainen, alle 30 %, staattisen sähkön ongelmat seuraavat peräkkäin. Alhaisissa kosteusympäristöissä esineiden pintavaraukset ovat vaikeasti haihtuvat ilman johtumisen kautta ja ne ovat alttiita kerääntymään staattista sähköä. PCB-levyt sisältävät yleensä suuren määrän elektronisia komponentteja, jotka ovat herkkiä staattiselle sähkölle, kuten integroitujen piirien sirut. Kun staattista sähköä sisältävä esine joutuu kosketuksiin piirilevyn kanssa, hetkellinen sähköstaattinen purkaus voi tuottaa jopa tuhansien volttien jännitteitä. Voimakas virta voi tunkeutua komponenttien sisällä oleviin pieniin piireihin ja aiheuttaa pysyviä vaurioita komponenteille. Pienetkin sähköstaattiset vauriot voivat vähitellen aiheuttaa vikoja myöhemmässä käytössä, mikä vaikuttaa piirilevyn vakauteen.
Vastausstrategia: Luo sopiva lämpötila- ja kosteusympäristö
Jotta piirilevyille voidaan luoda ihanteelliset säilytyslämpötila- ja kosteusolosuhteet, tarvitaan joukko kohdennettuja toimenpiteitä. Lämpötilan säätelyn kannalta varastovarastot tulee varustaa tarkalla lämpötilan säätöjärjestelmillä, kuten ilmastointilaitteilla, jotka pitävät tasaisen lämpötilan välillä 15-30 astetta. Samalla lämpötilaa on seurattava ja tallennettava säännöllisesti, jotta epänormaalit lämpötilanvaihtelut havaitaan viipymättä ja tehdään säätöjä. Joillekin erityisille piirilevylevyille, joilla on tiukemmat lämpötilavaatimukset, kuten erikoismateriaaleja käyttävät korkeataajuiset piirilevyt, voidaan tarvita lisälämpötilan säätölaitteita sen varmistamiseksi, että lämpötilan vaihtelut hallitaan hyvin pienellä alueella.
Kosteudenhallinnan kannalta ilmankuivaajia voidaan käyttää vähentämään ympäristön kosteutta ja pitämään se suositellulla alueella. Alueilla tai vuodenaikoina, joissa kosteus on korkea, ilmankuivainten rooli on erityisen tärkeä. Lisäksi pcb-levyjä säilytettäessä on tehokas kosteudenkestävä tapa käyttää tyhjiökosteutta -pitäviä pusseja suljetussa pakkauksessa ja sopivan määrän kuivausainetta, kuten silikonigeeliä, sijoittaminen pussin sisään. Kuivausaine voi imeä jäännöskosteutta pussin sisällä, mikä vähentää entisestään kosteuden imeytymisen riskiä piirilevyille. Samalla on tärkeää tarkistaa säännöllisesti kuivausaineiden kunto ja vaihtaa vanhentuneet kuivausaineet ajoissa. Staattisen sähkön vaaran välttämiseksi varastotilat on varustettava antistaattisella lattialla. PCB-levyjä käytettäessä henkilökunnan tulee käyttää anti-staattisia vaatteita ja käsineitä, käyttää anti-staattisia työkaluja ja sijoittaa piirilevyt anti-staattisiin pusseihin tai hyllyihin staattisen sähkön syntymisen ja kertymisen minimoimiseksi.