Limpiar Componentes Electrónicos con Alcohol Isopropílico

Los productos químicos se encuentran en todo el proceso de ensamblaje y reparación de componentes electrónicos, pero ningún disolvente es más común que el alcohol isopropílico. Se utiliza universalmente para la limpieza y como principal constituyente de los fundentes, pero ¿cuánto sabe realmente sobre el alcohol isopropílico?

El alcohol isopropílico (nº CAS 67-63-0) también se conoce como IPA, isopropanol, 2-propanol, e incluso alcohol para frotar (abordaremos esa cuestión más adelante). Disuelve una amplia gama de suciedades polares y no polares, se utiliza a menudo para disolver y eliminar aceites ligeros, huellas dactilares, fundentes de corte, residuos de fundente, depósitos de carbono y la liberación de moho. También es fácilmente miscible en agua, por lo que también puede utilizarse como agente de secado.

Para el montaje de placas de circuitos impresos electrónicos (PCB), encontrará alcohol isopropílico, que se utiliza para limpiar los residuos de fundente de las placas de circuitos impresos recientemente soldadas o en la reparación y reelaboración de PCB. El IPA también se utiliza para eliminar la pasta de soldadura o el adhesivo de las plantillas SMT. La limpieza de mantenimiento con alcohol isopropílico es habitual para eliminar el fundente apelmazado y quemado de los hornos de reflujo SMT, los soportes de soldadura por onda, las boquillas de soldadura selectiva, los palés y cualquier otro lugar en el que el fundente tienda a acumularse en los procesos de soldadura automatizados.

COMPATIBILIDAD MATERIAL DEL ALCOHOL ISOPROPÍLICO

El alcohol isopropílico suele ser compatible con la mayoría de los materiales utilizados en aparatos electrónicos. Como con cualquier producto químico utilizado, la compatibilidad de los componentes debe determinarse en una zona no crítica antes de su uso. A continuación se presenta una lista de los materiales comunes utilizados en el ensamblaje y la clasificación de compatibilidad de las placas de circuitos impresos:

MaterialCompatibilidad
Aluminio Excelente
Buna-N Buena
CPVC Excelente
Epoxy Excelente
Neoprene Buena
Noryl Excelente
Phenolic Excelente
Cross-Linked PE Buena
Polycarbonate Mala 
Polypropylene Buena
Polystyrene Mala 
PVC Justo
Teflon Excelente
Tygon Buena
Viton Excelente

Cuando un disolvente no es compatible con un sustrato, puede provocar el resquebrajamiento (microfisuras), ablandar el material o, en el caso de los sellos o juntas, hacer que se hinchen, se encojan o se vuelvan quebradizos. Este video muestra un ejemplo extremo de acetona en policarbonato, que hace que se empañe, se ablande y se raye incluso desde el gotero de plástico.

NIVELES O TIPOS DE ALCOHOL ISOPROPÍLICO

El alcohol isopropílico está disponible en un gran número de variedades y niveles, que se diferencian generalmente por la cantidad de agua de la solución y trazas de otras sustancias químicas o materiales no volátiles.

El alcohol isopropílico es hidrófilo o miscible con el agua, por lo que acepta fácilmente el agua en una solución azeotrópica. Cuando se puede ver en la etiqueta "alcohol isopropílico al 70 %", se refiere a la cantidad de alcohol en relación con el agua disuelta, es decir, 70 % de alcohol por 30 % de agua. El agua se puede eliminar para obtener graduaciones más puras de alcohol isopropílico, formando lo que se denomina alcohol isopropílico "anhídrido".

El hecho de que el IPA tenga un 0.2 % o un 50 % de agua tiene poco efecto sobre el aspecto y el olor del material, pero tiene una gran influencia en la tensión superficial, o en su capacidad para mojar, y en el tiempo de secado. Cuanto más agua contiene el alcohol isopropílico, mayor es la tensión superficial. Esto hace que el disolvente se acumule más al secarse en lugar de mojarse o laminarse, lo que puede provocar manchas. Las "manchas de agua" son particularmente preocupantes en la limpieza de espejos, lentes y otras ópticas.

El tiempo de secado se incrementa enormemente al aumentar el porcentaje de agua en la solución alcohólica. Esto puede ser una ventaja o desventaja según la aplicación. Por ejemplo, el alcohol isopropílico se utiliza a menudo como extractor de fundente, para eliminar los residuos de fundente de alrededor de las uniones de soldadura. Los técnicos suelen preferir un tiempo de secado rápido para poder limpiar los aparatos electrónicos y volver a ponerlos en funcionamiento lo antes posible. Para descomponer y eliminar materiales gruesos, gomosos o cocidos, en los que se necesita un mayor tiempo de permanencia o de remojo, la reducción del tiempo de secado suele mejorar la eficacia de la limpieza. Esa es una de las razones por las que el alcohol isopropílico puro al 70 % se usa habitualmente para desengrasar y limpiar plantillas SMT. En el caso de la limpieza de contactos eléctricos, la evaporación más rápida ayuda a asegurar que el solvente inflamable desaparezca antes de alimentar el equipo.

Este video muestra la tasa de evaporación comparativa del 99.8 % de IPA puro, el 70 % de IPA y la acetona.

Las siguientes son las designaciones de graduación del alcohol isopropílico que suelen indicarse, así como las especificaciones y los procedimientos operativos:

  • Grado ACS/de reactivo: cumple o supera los estándares de pureza establecidos por la Sociedad Americana de Química (ACS). Este grado se especifica para alimentos, medicamentos o aplicaciones medicinales y otras aplicaciones que requieren estrictas especificaciones de calidad y una pureza superior al 95 %.
  • Grado USP: cumple o supera los requisitos de la Farmacopea de los Estados Unidos (USP). Para uso alimenticio, farmacológico o medicinal, además de la mayoría de los fines de laboratorio.
  • Grado NF: cumple o supera los requisitos del Formulario Nacional (NF). La USP y la NF se han combinado, por lo que en general se hace referencia a la USP.
  • Grado de laboratorio: es el grado más popular para el uso en aplicaciones educativas, pero se desconoce la cantidad exacta de impurezas.
  • Grado purificado: también llamado "puro" o "grado práctico", no cumple con ninguna norma oficial y no es lo suficientemente puro para uso alimenticio, farmacológico o medicinal.
  • Grado técnico: se utiliza con fines comerciales e industriales, pero no es lo suficientemente puro como para ofrecerlo para uso alimentario, farmacológico o medicinal de cualquier tipo.

El término genérico "alcohol para frotar" se suele utilizar para el alcohol isopropílico, pero los usuarios que deseen comprar un grado específico de alcohol deben evitar los productos etiquetados de esa manera. El alcohol para frotar no se refiere a un grado específico, e incluso puede ser un tipo diferente de alcohol, como el etanol (también llamado alcohol etílico, nº de CAS 67-17-5). El alcohol para frotar del consumidor también puede contener otros ingredientes como desnaturalizante, fragancias y colorantes, que son potenciales contaminantes.ASTM D770 (actualmente en revisión 11(2019)) es la especificación estándar para el alcohol isopropílico publicada por ASTM Internacional. 

MÉTODOS DE APLICACIÓN PARA LA LIMPIEZA CON ALCOHOL ISOPROPÍLICO

Como ya se ha mencionado, el alcohol isopropílico también está disponible en diferentes grados, o porcentaje de disolvente en relación con el agua, para adaptarse a sus aplicaciones específicas. Al decidir el mejor producto isopropílico para un proceso de fabricación o reparación en particular, primero hay que decidir el grado de disolvente, y luego el embalaje.

El alcohol isopropílico se dispensa fácilmente en diversos tipos de embalaje para adaptarse a los requisitos de las diferentes aplicaciones:

    • Contenedores a granel: el alcohol isopropílico se envasa en galones, 5 galones, bidones e incluso contenedores para su distribución automática. En la mayoría de los casos, se puede acoplar una válvula a los contenedores de 1 y 5 galones para una dispensación conveniente para su uso en la mesa de trabajo o en el puesto de trabajo. Cuando se traslade a otro recipiente, asegúrese de que la botella más pequeña esté debidamente marcada con el nombre químico y la información de advertencia.
    • Botellas pequeñas/botellas de aerosol: para evitar el riesgo y la molestia de verter y etiquetar envases más pequeños, el alcohol isopropílico también está disponible en envases de plástico más pequeños, como pintas y cuartos de galón. Algunos tienen un dispositivo de pulverización con disparador para facilitar la limpieza.
    • Dispensadores de bombeo/botellas de rebote: se dispone de botellas vacías para que la dispensación sea aún más cómoda. Se puede saturar una toalla o un hisopo en la abertura, que se llena con una válvula cuando el usuario empuja hacia abajo. Esto mantiene el alcohol isopropílico sellado, lo que evita la contaminación cruzada cuando una toalla se vuelve a saturar después de su uso y absorbe la humedad del aire ambiente. Estas botellas pueden incluir diversas características, como materiales seguros para la ESD y una selección de etiquetas para productos químicos estándar como el IPA.
    • Latas de aerosol: una lata de aerosol es un contenedor sellado, por lo que tiene algunas de las ventajas de un dispensador de bombeo. Además, el propulsor expulsa el disolvente de la lata, provocando una agitación al golpear el sustrato.
    • Toallas presaturadas: existen toallas que ya están saturadas de alcohol isopropílico para lograr una mezcla ideal de forma y función. Pueden presentarse en cubetas de apertura rápida donde las toallas se sacan por la parte superior, en cajas o bolsas de plástico que reducen las pelusas causadas por las perforaciones de las toallas, e incluso envueltas individualmente, que son perfectas para el mantenimiento sobre el terreno, porque encajan perfectamente en una caja de herramientas.
      1 gallon

      1 galón

      5 gallon

      5 galones

      54 gallon drum

      Tambor de 54 galones

      1 pint

      1 pinta

      1 pint with trigger sprayer

      1 pinta con rociador de gatillo

      10 oz aerosol can

      Lata de aerosol de 10 oz

      Alcohol wipes in pop-up tub

      Toallitas con alcohol en bañera emergente

      Individually wrapped alcohol wipes

      Toallitas con alcohol envueltas individualmente

      MANEJO SEGURO DEL ALCOHOL ISOPROPÍLICO

      Aunque el alcohol isopropílico se considera en general seguro si se manipula correctamente, es un disolvente inflamable, por lo que hay que tomar precauciones para evitar una situación peligrosa.

      • Ventilación: la zona de trabajo debe estar adecuadamente ventilada para evitar la acumulación de vapores, que podrían entrar en combustión. La ventilación debe ser a prueba de explosiones.
      • Almacenamiento: dado que el alcohol isopropílico es muy inflamable, debe almacenarse en un recipiente cerrado en una zona fresca y bien ventilada, lejos de fuentes de ignición como el calor, las chispas y las llamas. Tiene una clasificación NFPA de 3, por lo que se debe almacenar en un armario o sala diseñada para ese tipo de material peligroso. Si el disolvente se traslada a otro contenedor, asegúrese de que esté marcado con el nombre químico y la información de advertencia obligatoria.
      • Equipo de protección personal: el alcohol isopropílico tiende a desengrasar la piel, lo que significa que extrae los aceites protectores de la piel y podría provocar dermatitis. Se deben usar guantes de nitrilo u otros materiales resistentes a los disolventes. Se deben usar lentes o incluso un protector facial si el usuario está rociando o puede salpicar. Se pueden utilizar respiradores si la ventilación no es lo suficientemente adecuada para evitar la inhalación de una alta concentración de vapores.
      • Eliminación: el alcohol isopropílico se debe eliminar como un líquido peligroso de acuerdo con los requisitos estatales y locales. Desde luego, no se puede arrojar por el desagüe, y es posible que haya que seguir otros procedimientos de eliminación en función de los tipos de suciedad disueltos en el material de desecho.
      • Fichas de datos de seguridad (FDS): el recurso central para todos los requisitos de seguridad es la FDS, que debe estar disponible en cualquier lugar donde se utilice alcohol isopropílico.

      CONCLUSIÓN

      ¿Es de extrañar que el alcohol isopropílico se encuentre en todos los esquemas de ensamblaje, retrabajo y reparación de placas de circuitos impresos? Es eficaz, tiene un precio razonable y es seguro si se maneja adecuadamente. Para comprar alcohol isopropílico en el grado y embalaje que mejor se adapte a su aplicación, vaya a www.techspray.com.

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