La fiabilidad de la electrónica no depende solo de esquemas, diseños y montaje correctos. La calidad de la propia PCB desnuda influye de forma decisiva en la fiabilidad a largo plazo en campo. Dos indicadores a menudo pasados por alto pero importantes son el valor CTI del material base y la limpieza iónica de la placa final. Juntos ayudan a reducir el riesgo de corrientes de fuga, corrosión, migración electroquímica y fallos prematuros, sobre todo en entornos húmedos o contaminados.
En Newmatik, estos temas son relevantes porque no nos limitamos a ensamblar placas. Asumimos la responsabilidad de entregar productos electrónicos que permanezcan estables y seguros en condiciones reales de uso. Por ello, el CTI y la limpieza iónica no son valores abstractos de laboratorio; son indicadores útiles al elegir proveedores, definir requisitos de compra y evaluar el riesgo en aplicaciones exigentes.
¿Qué es el valor CTI?
CTI significa Comparative Tracking Index. Describe cuánto se resiste un material aislante a la formación de trayectorias conductoras en su superficie bajo estrés eléctrico. El método de ensayo normalizado está definido en IEC 60112. En la prueba se colocan electrodos sobre el material, se aplica tensión alterna y se dejan caer gotas de un líquido de ensayo conductor sobre la superficie. El resultado indica hasta qué punto el material resiste el tracking superficial antes de producirse el fallo.
En términos sencillos, el CTI describe cuánto cuesta a la electricidad «encontrar un camino» por la superficie del material de la PCB cuando hay humedad, contaminación o residuos. Una imagen útil es el agua abriéndose paso lentamente sobre una superficie porosa. Cuanto menor es la resistencia del material, más fácil es que se forme ese camino. Cuanto mayor es el valor CTI, más resistente es el material. Esto importa porque la conducción superficial no deseada puede acabar en ruptura del aislamiento, arco eléctrico o trayectorias carbonizadas que degradan de forma permanente el aislamiento.
¿Qué implica un valor CTI alto?
Según el resumen de UL del método IEC 60112, los materiales aislantes suelen agruparse así:
| Material Group | CTI Range |
|---|---|
| Group I | CTI >= 600 |
| Group II | 400 <= CTI < 600 |
| Group IIIa | 175 <= CTI < 400 |
| Group IIIb | 100 <= CTI < 175 |
Un valor CTI superior a 600 se considera muy bueno y sitúa el material en el Material Group I, el grupo más resistente de esta clasificación. En la práctica, ello supone mejor resistencia al tracking superficial y mayor robustez en condiciones ambientales adversas. En aplicaciones de mayor tensión o más exigentes, puede respaldar un diseño de aislamiento más seguro y reducir riesgos de fiabilidad.
No obstante, el CTI no debe malinterpretarse. La IEC 60112 indica explícitamente que los resultados de CTI no bastan por sí solos para determinar distancias de aislamiento seguras en un producto terminado. Un diseño de aislamiento adecuado debe tener en cuenta también la norma de equipo aplicable, la tensión de trabajo, el grado de contaminación, la categoría de sobretensión y los requisitos de distancia de aislamiento, por ejemplo según IEC 60664-1. Un valor CTI alto es importante, pero solo es una pieza del conjunto del aislamiento.
Por qué importa el CTI en la compra de PCB
En la adquisición de PCB, el CTI es sobre todo un parámetro de calidad del material y de gestión del riesgo. Si la placa se usará en un entorno con humedad, polvo, condensación u otro riesgo de contaminación, un material base mejor aporta un margen de seguridad adicional. Es especialmente relevante en productos con tensiones elevadas, separaciones reducidas, expectativas de vida útil larga o funciones relacionadas con la seguridad.
Desde el punto de vista comercial, especificar un material con CTI más alto puede evitar costes ocultos más adelante: menos problemas de fiabilidad, menos devoluciones y menos esfuerzo de investigación en campo. Por ello, exigir una clase CTI definida al fabricante de PCB puede ser un requisito razonable cuando las condiciones de servicio del producto son exigentes.
¿Qué es la limpieza iónica?
Incluso un buen material base puede volverse poco fiable si la superficie de la PCB está contaminada. Durante la fabricación de PCB se emplean muchos productos químicos, entre ellos atacantes, limpiadores, sales y ácidos. Si esos residuos no se eliminan de forma suficiente, pueden permanecer en la placa acabada. En presencia de humedad, esos residuos pueden volverse conductores y favorecer corrientes de fuga, corrosión, crecimiento de dendritas y otros mecanismos de fallo electroquímico.
Por eso la limpieza iónica es una característica de calidad importante. No se trata principalmente de suciedad visible. Una placa puede parecer impecable y aún llevar suficiente residuo iónico para generar problemas a largo plazo si el entorno no es el adecuado.
¿Cómo se mide la limpieza iónica?
Un método muy extendido es la prueba ROSE, que corresponde a Resistivity of Solvent Extract. El método IPC es IPC-TM-650 2.3.25, titulado Detection and Measurement of Ionizable Surface Contaminants by Resistivity of Solvent Extract (ROSE). En este método se extraen los residuos iónicos de la placa con una mezcla disolvente controlada basada en 2-propanol (alcohol isopropílico) y agua desionizada, y se mide la variación de conductividad o resistividad. El resultado suele expresarse en microgramos de equivalente de NaCl por centímetro cuadrado.
Un detalle importante es que este valor no significa que la placa contenga literalmente cloruro sódico. IPC explica que el resultado se da como equivalente de cloruro sódico porque la contaminación presenta una conductividad eléctrica comparable a la de esa cantidad de NaCl disuelto.
Un límite práctico: 1.56 ug/cm2 equivalente de NaCl
Para PCB desnudas, el valor de 1.56 ug/cm2 equivalente de NaCl se cita con frecuencia como requisito práctico de limpieza y se asocia en el uso industrial a los requisitos de limpieza de placas desnudas de IPC-6012. Fuentes secundarias del sector y material de formación vinculado a IPC siguen citando este valor para placas desnudas, aunque el debate más amplio de IPC sobre limpieza se ha vuelto más matizado con el tiempo.
Un requisito razonable de calidad a la entrada basado en este límite puede formularse así:
El fabricante de PCB deberá aportar evidencia de limpieza iónica según IPC-TM-650 2.3.25 (prueba ROSE). La contaminación medida no superará 1.56 ug/cm2 equivalente de NaCl. Con cada entrega se deberá suministrar un informe de contaminación iónica por lote.
Así se dispone de una base documentada y medible para el control del proveedor.
Limitación importante de la prueba ROSE
La prueba ROSE es útil, pero no es perfecta. IPC señala que el método no detectará residuos que no se disuelvan en el proceso de extracción, incluidos algunos contaminantes iónicos atrapados o insolubles, y no mide residuos no iónicos. En otras palabras, un resultado ROSE favorable es valioso, pero no garantiza de forma absoluta que se hayan eliminado todos los riesgos de fiabilidad ligados a la contaminación.
IPC también ha dejado de tratar el antiguo valor de 1.56 ug/cm2 como prueba universal de fiabilidad para toda la electrónica montada. J-STD-001 insiste ahora en que usar solo el número ROSE, sin otra evidencia objetiva de apoyo, no basta para cualificar un proceso de limpieza de ensamblaje. Ese cambio afecta sobre todo a placas ensambladas y a la cualificación del proceso, pero aporta contexto útil: lo más sensato es entender ROSE como herramienta de cribado y control de proceso, no como sustituto completo de una validación de fiabilidad más profunda cuando el riesgo es alto.
Recomendaciones prácticas
Lo más sensato no es complicar en exceso el requisito, pero tampoco simplificarlo de más:
- Especifique el CTI del material base cuando importe la robustez del aislamiento, en particular en productos expuestos a humedad, contaminación o mayor estrés eléctrico. Un CTI por encima de 600 indica un material de alta gama con fuerte resistencia al tracking superficial.
- Exija evidencia de limpieza iónica al proveedor de PCB, preferiblemente un informe ROSE por lote. Así se favorece la consistencia del proceso y se reduce el riesgo de fallos por contaminación.
- Considere ROSE como medida de control práctica, no como garantía universal. Si la aplicación es especialmente sensible, pueden justificarse métodos adicionales como cromatografía iónica o una validación de fiabilidad más amplia. IPC y la guía del sector apoyan cada vez más este enfoque basado en evidencias.
Ejemplo de redacción para especificaciones
La siguiente redacción es adecuada para documentos de compra o requisitos técnicos:
Valor CTI: El material base de la PCB deberá tener un valor CTI > 600 conforme a IEC 60112, salvo acuerdo distinto para la aplicación específica.
Limpieza iónica: El fabricante de PCB deberá aportar evidencia de limpieza iónica conforme a IPC-TM-650 2.3.25 (prueba ROSE). El nivel de contaminación no superará 1.56 ug/cm2 equivalente de NaCl. Con cada entrega se aportará un informe de contaminación iónica por lote.
Conclusión
El valor CTI y la limpieza iónica abordan dos riesgos de fiabilidad distintos pero relacionados. El valor CTI describe hasta qué punto el material base resiste la formación de trayectorias conductoras bajo estrés eléctrico, mientras que la limpieza iónica indica si los residuos de fabricación podrían provocar corrientes de fuga, corrosión o migración electroquímica con el tiempo.
Exigir ambos requisitos en la compra de placas desnudas respalda lo que más importa en producción: procesos estables, productos fiables y menos fallos en campo.
Fuentes
- IEC 60112:2025 -- Method for the determination of the proof and the comparative tracking indices of solid insulating materials
- UL Solutions -- Comparative Tracking Index (CTI) IEC 60112
- IPC-TM-650 2.3.25 -- Detection and Measurement of Ionizable Surface Contaminants by Resistivity of Solvent Extract (ROSE)
- J-STD-001 amendment -- ROSE / objective evidence requirements for assembly process qualification
- IPC-6012 -- Bare board cleanliness requirements (industry reference for the 1.56 ug/cm2 limit)