A classificação MSL (Moisture Sensitivity Level) é uma ferramenta criada pela indústria eletrônica para descrever quanto tempo um dispositivo sensível à umidade pode ser exposto a condições de temperatura ambiente (aproximadamente 30°C e 60% de umidade relativa). Seguir essa regra não é tarefa simples, pois traz consigo algumas restrições quanto à embalagem, manuseio e armazenagem dos dispositivos semicondutores.
Todo o material de plástico é capaz de absorver mais ou menos quantidade de umidade do ambiente, o que pode se tornar um problema para a montagem eficaz de placas. O excesso de umidade pode se transformar em vapor e criar defeitos, reduzindo o rendimento da produção. Controlar essa quantidade absorvida, portanto, impacta diretamente na qualidade final do produto.
Esses componentes absorvem a umidade do ar e podem ser danificados durante a soldagem da placa por refusão. O aumento da umidade em processamentos de alta temperatura pode resultar na formação de bolhas (popcorn effect), fissuras (separação interna) ou delaminações (no caso de placas nuas). Estes defeitos internos são difíceis de serem detectados durante o processo de montagem de placas e teste, o que gera um impacto negativo sobre a produção e montagem das placas eletrônicas, e posteriormente, sobre a venda dos produtos.
Muitas empresas têm se preocupado de forma especial com a umidade presente em sua linha de produção de placas eletrônicas. Segundo o gerente de produto da Valor Denmark A/S, Bjarne Moller, em entrevista ao portal Assembly o MSL “está se tornando um problema maior do que costumava ser”.
De acordo com Moller, as causas são:
Já para o vice-presidente de marketing e vendas da Accu-Assembly, Doug Derry, a razão principal é que os componentes das placas estão ficando cada vez menores e a umidade pode atingir as áreas críticas da placa mais facilmente. “As áreas críticas de uma placa eletrônica são ocupadas por pastilhas para circuitos integrados (die), ligações (bond wires) e fios conectores (wires). Com partes menores, há menos plástico impedindo a umidade de atravessar.
Placas cada vez menores são uma tendência principalmente quando falamos de IoT. Ter um dispositivo de segurança que se integre a uma roupa ou seja acoplado discretamente a uma maçaneta, por exemplo, exige um tamanho reduzido e eficiência máxima. Além de pequeno, ele precisa ter múltiplas funções, ser eficiente e robusto o suficiente para resistir a condições adversas.
Posto que as dificuldades apresentadas até aqui são inerentes ao processo, é necessário estar atento às orientações para evitar que o problema ocorra. Todos esses cuidados são primordiais, já que erros desse tipo são difíceis de detectar e, principalmente, de reparar. A prevenção, portanto, é a melhor alternativa para quem não quer sofrer com o problema.
Para que você possa usar componentes eletrônicos com Moisture Sensitivity Level (MSL) com segurança, separamos algumas dicas:
Algumas empresas não se dão conta de que as informações mais importantes sobre a montagem de um componente específico devem estar na embalagem. Os fabricantes de componentes devem fornecer orientações adequadas não só para a montagem, mas também para o armazenamento do produto.
Observe com atenção e catalogue esses dados. Se, por acaso, algum fornecedor não fornecer a informação sobre cada dispositivo de acordo com o tempo que leva para absorver um nível crítico de umidade em um ambiente de produção padrão, troque de fornecedor. Saber essas especificações é o primeiro passo para as próximas dicas.
Dispositivos sensíveis à umidade podem ser embalados em um saco antiestático com barreira à umidade, com dessecante ou um cartão indicador de umidade. Um processo muito usado nesses casos é do dry pack, no qual se utiliza um forno para esquentar componentes e expulsar toda a umidade para fora do pacote. Depois disso, o produto é colocado dentro de uma embalagem seca, juntamente com uma quantidade pré-determinada de dessecante e um cartão de indicador sensível à umidade, e selado. O rótulo poderá conter informações sobre armazenamento e recozimento do produto.
Dry box, controle de temperatura e controle de umidade do armazém são métodos de prevenção de problemas de componentes com MSL >1. As dry boxes são uma alternativa aos sacos impermeáveis que podem reduzir bastante o risco de erros de manipulação do operador. Os armários de metal possuem portas hermeticamente fechadas e várias prateleiras para armazenar bandejas e bobinas por longos períodos. Uma boa dry box mantém a umidade relativa em 5% ou menos para armazenamento seguro por tempo indeterminado.
Os prejuízos relacionados aos cuidados ineficientes em geral são financeiros. Uma placa mal feita precisa ser refeita ou descartada. Isso gera um gasto com matéria-prima, energia elétrica, tempo e mão de obra.
Falando de forma mais técnica, a umidade em contato com o calor dentro do processo gera instabilidades não previstas e que geram falhas. Alguns dos erros comuns são:
Outra consequência possível é a empresa não perceber que a placa foi montada de forma inadequada e esse produto chegar até o cliente. Além de demandar manutenção constante, é possível que a experiência ruim resulte em má reputação e o cliente não volte a comprar produtos da mesma marca.
Para empresas menores, um abalo na reputação pode significar a perda definitiva de mercado e todo um trabalho paralelo com design, marketing e estratégia de vendas em vão. E quando mais importante a placa eletrônica for para o funcionamento do produto, pior será a experiência do usuário.
Montadoras de placas eletrônicas são empresas especializadas em manter alto nível de execução na montagem. Sendo assim, critérios que envolvam a redução de pontos críticos, como é o caso do Moisture Sensitivity Level são tratados como prioridade. O controle de umidade é tratado com total zelo desde a recepção dos materiais, armazenagem e montagem das placas.
Ocorre que muitas empresas, sem se dar conta dessa necessidade, decidem realizar a montagem internamente e não prestam a devida atenção aos controles de umidade. A consequência pode ser uma continuidade de erros, muitas vezes não identificados facilmente, decorrentes dessa falta de cuidado.
Para isentar-se da preocupação de ter todas essas etapas de cuidado citadas anteriormente, a melhor alternativa para a montagem de placas eletrônicas é a terceirização do serviço. Dessa forma, a empresa pode concentrar-se em outras partes da montagem do produto e gestão das vendas e deixa esses detalhes tão sensíveis à cargo da montadora.
Caso tenha interesse em saber mais sobre como a Produza atua no Moisture Sensitivity Level ou como funciona o contrato de terceirização para a montagem de placas eletrônicas, entre em contato conosco!
Post publicado originalmente em 23/09/2014 e atualizado em 14/05/2019.
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