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電子、微電子行業中有關低濕存儲技術的主要標準

日期:2025-12-04 08:14
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摘要:
              電子、微電子行業中有關低濕存儲技術的主要標準
 
當電子元器件朝著小型化和廉價化方向發展,塑料封裝的應用已越來越多,但如果其在存儲及加工過程中處于相對高濕的環境,潮濕氣體會透過封裝材料及元器件的接合面進入到器件的內部,不僅造成內部電路氧化腐蝕短路,同時,當SMD器件吸濕度達到0.1wt%時,隨后的組裝焊接過程中的高溫會使進入IC內部的潮濕氣體受熱膨脹產生壓力,導致元器件產生塑料從芯片或引腳框上的內部分離(脫層)、線捆接損傷、芯片損傷、和不會延伸到元件表面的內部裂紋等。甚至裂紋會延伸到元件的表面,*嚴重的情況就是元件鼓脹和爆裂,又稱為“爆米花”,這將導致返修甚至要廢棄該組裝件。更為重要的是那些看不見的、潛在的缺陷會溶入到產品中去。增加日后的維修成本,降低產品質量、損害品牌的美譽度

       IC類電子元器件同樣會受到潮濕的危害。如印刷電路板吸濕達到0.2wt%時,在隨后的裝配工序中同樣會導致裂紋和分層;繼電器的觸點受潮氧化,導致接觸**;硅晶體氧化;其它諸如陶瓷器件、液晶器件、石英器件、光電器件、紅外與激光器件、連接線、接插件等等,都會受到潮濕的危害。

       潮濕對電子元器件的危害,已成為一項日益嚴峻的事情,隨著潮濕敏感性元件(MSD, Moisture SensitiveDevice)使用的增加,諸如薄的密間距元件(fine-pitchdevice)和球柵陣列(BGA, ball gridarray),這個問題變得越嚴重。

為便于更準確及規范的使用、存儲MSD,美國電子工業聯合會(IPC)和電子元件焊接工程協會(JEDEC)之間共同研究制定和發布了標準IPC-M-109, 潮濕敏感性元件標準和指引手冊。

       IPC-M-109統一和修訂了兩個以前的標準:IPC-SM-786 JEDEC-JESD-22-A112。新的標準包含有許多重要的增補與改動。

       IPC-M-109包括以下七個文件,其中關于潮濕敏感元件防護的文件有:

1IPC/JEDEC J-STD-020塑料集成電路(IC)SMD的潮濕/回流敏感性分類:該文件的作用是幫助制造廠商確定元器件對潮濕的敏感性,并列出了八種潮濕敏感性分級及其車間壽命(floor life)

 

       同時介紹了增重(weight-gain)分析用來確定確定一個估計的車間壽命,而失重(weight-loss)分析用來確定需要用來去掉過多元件潮濕的干燥時間

2IPC/JEDEC J-STD-033潮濕/回流敏感性SMD的處理、包裝、裝運和使用標準

       該文件提供處理、包裝、裝運和干燥潮濕敏感性元件的推薦方法。

-- 干燥包裝涉及將潮濕敏感性元件與去濕劑、濕度指示卡和潮濕敏感注意標貼一起密封在防潮袋內。標貼含有有關特定溫度與濕度范圍內的車間壽命、包裝體的峰值溫(220°C235°C)、開袋之后的暴露時間、關于何時要求烘焙的詳細情況、烘焙程序、以及袋的密封日期。見附圖

-- 不同封裝尺寸及形式的MSD在不同環境下的車間壽命,見附表

-- 推薦的烘焙去濕溫度和時間,見附表

 

干燥柜常溫去濕:

        由于烘焙溫度可能造成元器件引腳氧化或引起過多的金屬間增生(intermetallicgrowth)從而降低引腳的可焊接性。因此將元件保存在烘焙溫度下的烘箱內除濕并不是適合所有場合的方法。此時可采用下列干燥箱存儲常溫去濕的方法

       對于潮濕敏感水平為2-4級的防濕包裝拆開后的SMD,如暴露在小于或等于30°C/60% RH環境下不超過12小時,將其放入10%RH以下濕度的常溫干燥箱中,經過暴露時間X 5倍的除濕保管時間,可以恢復原來的車間壽命。

       對于潮濕敏感水平為5-5a級的防濕包裝拆開后的SMD,如暴露在小于或等于30°C/60% RH環境下不超過8小時,將其放入5%RH以下濕度的常溫干燥箱中,經過暴露時間X 10倍的除濕保管時間,可以恢復原來的車間壽命。

 

3IPC-9503 IC元件的潮濕敏感性分類

      該文件確定了非IC元件的電子元器件對潮濕的敏感性和防護要求。


 

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