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1、湿度敏感器件的等级划分、标识、处理和储存、包装及其使用要求一、本课程的对象所有与物料检测、处理和储存、包装、运输及其使用过程相关的人员。二、目的通过对不同湿度等级的器件采用标准化的处理、包装、运输、储存和使用方法，避免由于吸湿造成 在焊接过程中的元器件损坏，从而降低由此造成的产品不良率，提高产品的可靠性。三、参照标准9 JEDEC JEP113-B （Symbol and Labels for Moisture-Se nsitive Devices）9 IPC/JEDEC J-STD-020A （Moisture/Reflow Sen sitivity Classificati on for
2、Non hermeticState Surface Mount Devices）9 IPC/JEDEC J-STD-020B （）9 IPC/JEDEC J-STD-033A （Ha ndli ng, Packi ng,Shippi ng and Use of Moisture/ReflowSensitive Surface Mount Devices）为什么会出现MSD问题（见附件）四、术语和定义3 Active Desiccant （活性干燥剂）：新鲜的干燥剂，或者根据商家的推荐进行过特定烘烤处理的 干燥剂。3 Bar Code Label （条形码标签）由商家提供的一种标签。主要包括以下
3、产品信息：part number（器件编码）,quantity （数量）,lot information（批次），supplier identification（供应商标识）,moisture-se nsitivity level （湿度敏感等级）。3 Bulk Reflow:对许多器件同时进行回流焊接，焊接工艺包括IR（i nfrared）, con vectio n/IR,convection, VPR（vapor phase reflow）。3 Carrier :直接用来盛放器件的容器，如：Tray（托盘）,Tube（管），Tape and Reel（卷带）。3 Desiccant （干
4、燥剂）：一种吸湿材料，用来保持低水平的湿度。3 Floor Life （裸露寿命）：从防潮袋拿出起，到回流焊接为至，湿度敏感器件在不超过30度和60% RH的工厂环境条件下所允许的最长的曝露时间。3 Humidity In dicator Card（HIC）:上面印有湿度敏感化学剂的卡片。当卡片上面的印制剂由篮变丄红时，表明相对湿度超出范围。该卡片随干燥剂一起装在湿度敏感器件的袋子里，用来指示器件是否已经达到了所能承受的湿度水平。3 Manufacture s Exposure Time（MET）:在对器件用袋子密封以前，厂商会对器件进行烘烤，从 烘烤完毕开始，到器件被密封为止，器件的的最大曝
5、露时间。其中包括在物料配送过程中为了 采用更小的运输单元或者换干燥剂从而把密封袋拆开来所导致的器件曝露时间。一般默认的允许MET为24小时。3Moisture Sen sitive Device(MSD):湿度敏感器件。3Moisture Barrier Bag(MBB):为了阻止水蒸气传输到器件内部，特意设计的一种包装MSD的袋子。3Moisture Sen sitive Level(MSL):湿度敏感等级3 Rework（返工）：为了废料再用或者不良分析，从而把器件拆下来；或者对一个更换过的器件进行焊接；或者对一个已经焊好的器件重新加热并移位。3 Shelf Life（密封寿命）:MSD在
6、MBB内保存所允许的时间。3 Surface Mount Device （SMD ）:这里仅仅指的是那些塑料封装或者用其他会吸湿的材料封装的 表面贴装器件。3 Solder Reflow（回流焊接）:通过熔化的锡膏或锡来把器件和PCB焊接到一起的过程。3 Water Vapor Tramission Rate（WVTR ）:塑料胶片或刚化塑料胶片材料对湿气的渗透率。五、湿度敏感危害产品可靠性的原理大气中的水分会通过扩散渗透到湿度敏感器件的封装材料内部。当器件经过贴片贴装到PCB上以后，要流到回流焊炉内进行回流焊接。在回流区，整个器件要在183度以上30-90S左右，最高温度可能在210-235
7、度（SnPb共晶），无铅焊接的峰值会更高，在245度左右。在回流区的高温作用下，器件内部的水分会快速膨胀，器件的不同材料之间的配合会失去调节，各种连接则会产生不良变化，从而导 致器件剥离分层或者爆裂，于是器件的电气性能受到影响或者破坏。破坏程度严重者，器件外观变形、 出现裂缝等，大多数情况下，肉眼看不出来。其原理可用图（五一1）来描述：y 在空气中长时间曝露以后：水分渗透到器件封装材料内y 回流焊接开始：Temp 100,器件表面温度渐增，水分慢慢聚集到结合部位图（五-1）湿度敏感危害器件可靠性的原理（五一2）是剥离现象的放大示意图。剥离图（五一2）引线剥离示意六、适用范围6.1封装类型!适于
8、所有非气密性（Non-Hermetic） SMD器件。包括塑料封装、其他透水性聚合物封装（环氧、有机硅树脂等）。一般IC、芯片、电解电容、LED等都属于非气密性SMD器件。! 气密性SMD器件不属于湿度敏感器件。6.2工艺类型,适于采用 Convection、Convecton/IR、IR、VPR 的 Bulk Reflow 工艺过程。,不适于将整个器件浸在熔态锡里面的Bulk Reflow工艺过程，如波峰焊。,同时适于通过局部环境加热来拆除或者焊接器件的工艺过程，如“热风返工”。,不适于那些穿孔插入或者Socket固定的器件（Socketed Components）。,不适于点到点的焊接过程
9、（仅仅加热管脚来焊接）。在这种焊接过程中，整个器件吸收的热量相对来讲要小的多。七、影响MSD湿度敏感等级的因素6 Die attach material/process.6 Number of pins.6Encapsulation（圭寸装）（mold compound or glob top） material/process.6 Die pad area and shape.6 Body size.6Passivati on（乍屯化）/die coati ng.6 Leadframe, substrate, an d/or heat spreader desig n/material/fi
10、 ni sh.6 Die size/thick ness.6 Wafer fabricati on（制作、装酉己）tech no logy/process.6In terc onn ect.6Lead lock tap ing size/locati on as well as material.八、MSD湿度等级分类8.1 MSD是如何分类的厂商会对MSD进行严格试验和测试，最后确定MSD属于那个湿度等级。其测试流程见图（八Peinfcrmi Initial Visual, Electric si & Aooustic MicrciKQpyLoading. Refbw Siniulatnor
11、iExternal Visual InspectionObtain Inberrisi Damage InformationAoDLfitic M祀iroscopY Imagss, CFD$s-&iceiiorifra sicAs#sb Gatk by X-tadion or Other P.lana-1 1)图（八一1） MSD分类流程8.2 MSD湿度等级MSD可分为6大类。对于各种等级的 MSD,其首要区别在于 Floor Life、体积大小及受此影响 的回流焊接表面温度。工程研究显示，经过温度曲线设置相同的焊接炉子时，体积较小的SMD器件达到的温度要比体积的器件的温度高。因此体积偏小的
12、器件会被划分到回流温度较高的一类。虽然采用热风对 流回流焊可以减小这种由于封装大小造成的温度差异，但这种温度差异依然存在。这里提到的“体积”为长X宽X高，这些尺寸不包括外部管脚。温度指的是器件上表面的温度。表(八一1) Package Peak Reflow TemperaturesReflow conditionsPkg, Thickness 2.5 mm or FKg.Wlume 350 mm1Pkg. Thickness 2.5 mm and Pkg. Volume 350 min*SnPb EutecticConvection 225 +0=59Convection 240 +0,r-
13、5CPb FreeConvection 245 +0/-5CConvection 250 +0/-5:C表（八2）湿度敏感等级（MSL ）及Floor LifeLEVELFLOOR LIFETIMECONDITIONS1Unlimited30cC/85% RH21 year3(TC7eO% RH2a4 weeks30C/60% RH3168 hours30cC/60% RH472 hours30C?60% RH548 hours3G60% RH5a24 hours3(FC/60% RHGTime on Label (TOL)up rate (T| to Tp)3rC.;second max.3
14、&C/second max.Preheat-Temperature Min (TSmin) -Temperature Max Ts) -Time (min to max) (ts)1009150flC60-120 seconds150X200cC 60-180 secondsTsmax to T|-Ramp-up Rate3Csecond maxTime maintained above: -Temperature (TL) -Time (tj183C60-150 seconds217X60-150 secondsPeak Temperature iTpi225 +0A5X240 +0/-5aC245+0卅 C260 +0.-5CTime within 5 C of actual PeakTemperatuire itp
