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Feuchteschutzbeutel zur Verpackung von Steckverbindern

Gemäß IPC/JEDEC J-STD-033A ist ein Feuchteschutzbeutel „ein Beutel, der aufgrund seiner Beschaffenheit die Wasserdampfdurchlässigkeit begrenzt und zur Verpackung feuchteempfindlicher Bauteile eingesetzt wird“.

Als Maß der Feuchtedurchlässigkeit dieser Beutel wird deren Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (WVTR, Water Vapor Transmission Rate) gemessen.


WVTR unterschiedlicher Steckverbinder-Schutzbeutel

Beutel aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) bieten eine bessere Barriere gegen eindringende Feuchtigkeit als solche aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), und je dicker der Beutel, desto niedriger die WVTR.


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Versuche mit Steckverbindern aus Stanyl

Zu Versuchszwecken wurden 10 kg SCSI-Steckverbinder aus 30 % glasfaserverstärktem, flammwidrigem Stanyl in Polyethylenbeutel (Details siehe Grafik) mit einer Oberfläche von einem Quadratmeter verpackt und zwei unterschiedlichen Lagerbedingungen ausgesetzt:

1. 26 °C bei 65 % r.L.
2. 35 °C bei 90 % r.L.

Vorausgehende Tests hatten ergeben, dass der Schwellwert der Blasenbildung für diesen Stanyl-Kunststoff beim bleifreien Löten mit einer Spitzentemperatur von 260 °C ca. 1,5 Gewichtsprozent Restfeuchte beträgt. Die Verpackungsversuche zeigten, dass selbst der dünne LDPE-Beutel bei klimatisierter Lagerung in Südostasien (Bedingung 1) noch ausreichend Feuchteschutz bieten würde, um die Steckverbinder 90 Tage lange unter dem Schwellwert zu halten. In dem dickeren LDPE- bzw. in den beiden HDPE-Beuteln wäre die Lagerfähigkeit deutlich länger.

Wenn die verpackten Steckverbinder dem natürlichen Umfeld (Bedingung 2) ausgesetzt sind, bieten nur die HDPE-Beutel wirkliche Sicherheit, und nur in der 100 µm dicken Ausführung könnten die Teile 90 Tage lang gelagert werden, ohne bei Löten anschließend Blasen zu bilden.

Diese Ergebnisse unterstreichen:

  • Jede Verpackung ist besser als keine
  • Je dicker der Feuchteschutzbeutel, desto langsamer die Feuchtigkeitsaufnahme
  • In HDPE-Beuteln ist die Feuchtigkeitsaufnahme langsamer als in LDPE-Beuteln


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Trockenmittel

Nach IPC/JEDEC J-STD-033A muss Bauteilen einer Feuchteempfindlichkeitsstufe (MSD) >1 ein Trockenmittel in der Verpackung beigelegt werden.

Als effiziente Beigabe zur Verlangsamung der Feuchtigkeitsaufnahme in Feuchteschutzbeuteln hat sich Trockenmittel aus Silicagel bewährt.

Wie nachstehend illustriert, wurde die Wirksamkeit von Silicagel auf feuchteempfindliche Steckverbinder (MSL >1) in 21,5 x 21, 5 cm großen Feuchteschutzbeuteln unterschiedliche Foliendicke (0,006 und 0,2 mm) mit einer halben Einheit (11 g) Silicagel getestet. Die so verpackten Steckverbinder wurden bei 35 °C und 90 % r.L. gelagert.


Wirksamkeit von Trockenmittel auf die Feuchtigkeitsaufnahme verpackter Steckverbinder


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Ermitteln der erforderlichen Trockenmittelmenge

Nach IPC/JEDEC J-STD-033A muss das Trockenmittel dem Standard MIL-D-3463, Typ II entsprechen. Zu den zugelassenen Arten zählen mehrere Ton- und Silicagel-Trockenmittel. Im Internet finden sich diverse Informationen bezüglich der erforderlichen Trockenmittelmenge, abhängig von der Verpackungsgröße, um diese Norm zu erfüllen.

Die erforderliche Trockenmittelmenge für normale Feuchteschutzbeutel in typischen Größen für den Versand von Steckverbindern (lose oder auf Rollen) beträgt weniger als zwei Einheiten.

Eine Trockenmitteleinheit (TME) wird nach IPC/JEDEC J-STD-033A gemäß folgender Formel bestimmt:

U = (0,304 * M * WVTR * A)/D


Wobei:

U = Menge in Trockenmitteleinheiten
M = Gewünschte Lagerfähigkeit in Monaten
WVTR = Wasserdampfdurchlässigkeitsrate in Gramm pro 645 Quadratzentimetern (100 Quadratzoll) und 24 Stunden
A = Gesamtoberfläche des Feuchteschutzbeutels in Quadratzentimetern (Zoll)
D = Menge Wasser in Gramm, die eine TME bei 10 % relativer Luftfeuchte und 25 °C absorbiert

Abhängig vom verwendeten Trockenmittel liegen die Kosten pro Packung unter EUR 0,12.

Falls Feuchteschutzvorkehrungen getroffen wurden, die Steckverbinder beim Löten aber dennoch Blasen bilden, sollte die Feuchtigkeit in den Teilen gemessen werden, um die erforderlichen Gegenmaßnahmen zu bestimmen.


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