当前,电子元器件正朝着小型化和低成本的方向发展,塑料封装作为在民用电子元器件领域普遍采用的封装材料,由于材料的关系,外部环境中的潮湿气氛会透过封装材料进入到器件的内部,这样一方面会造成器件内部腐蚀发生短路或参数漂移等现象,另一方面是当表贴塑封器件吸湿率达到0.1wt%时,在smt贴片打样或加工组装焊接过程中的高温会使进入到的器件内部潮气受热膨胀后产生足够的压力,使塑封料从芯片或引线框架上发生分离(分层)、芯片及键合引线损伤、芯片损伤和内部裂纹等缺陷,当压力很大时,裂纹甚至会延伸到器件的表面,发生爆裂,又称为“爆米花效应”。另外,PCB的吸湿度率达到0.2wt%时,同样也会发生裂纹及分层,所以PCB通常会考核板材的吸湿率。
在本文中,众焱电子小编将基于J-STD-020与J-STD-033进行讲解分析。
为减少环境中的潮湿气氛进入到塑封器件中,美国电子工业联合会(IPC)和固态技术协会(JEDEC)共同发布了IPC-M-109《潮湿敏感性器件标准和指引手册》,其中的2个标准是关于潮湿敏感器件的防护:一是,IPC/JEDEC J-STD-020《非密封固态表面安装器件潮湿/回流焊敏感度分类》;二是,IPC/JEDEC J-STD-033《潮湿/回流焊敏感表面组装元器件的处理、包装、运输和使用》。
1、IPC/JEDEC J-STD-020《非密封固态表面安装器件潮湿/回流焊敏感度分类》
该标准的作用是帮助smt贴片制造厂商或采购方确定表面安装塑封器件对潮湿气氛的敏感性,标准中列出了8种潮湿敏感度等级和车间寿命(Floor Life:将器件从防潮袋中取出,进行干燥储存或烘干后到回流焊所暴露在外部环境的允许时间):
1级暴露于≤30℃/85%RH,无限制车间寿命
2级暴露于≤30℃/60%RH,1年车间寿命
2a级暴露于≤30℃/60%RH,4周车间寿命
3级暴露于≤30℃/60%RH,168h车间寿命
4级暴露于≤30℃/60%RH,72h车间寿命
5级暴露于≤30℃/60%RH,48h车间寿命
5a级暴露于≤30℃/60%RH,24h车间寿命
6级暴露于≤30℃/60%RH,标签时间
对于6级器件,使用之前必须烘焙,并且应在标签上注明的规定时间内完成回流焊接,一般用增重来确定一个估计的车间寿命,用失重来确定吸潮后的干燥时间,车间寿命仅与潮气/回流焊失效有关,不考虑其他失效因素。
2、IPC/JEDEC J-STD-033《潮湿/回流焊敏感表面组装元器件的处理、包装、运输和使用》
该标准的作用是给制造厂商提供处理、包装、运输和干燥潮湿敏感器件的推荐方法。干燥包装将潮湿敏感器件、干燥剂、湿度指示卡及潮湿敏感注意标贴一起密封在防潮袋内。
注意:对于隔潮袋(MBB),应符合MIL-PRF-81705,TYPE I标准要求,并采用热封隔潮袋口,避免损失隔潮袋或造成隔潮袋分层,也不需要或不推荐全真空包装,因为排除过多的空气不利于干燥剂(必须符合MIL-D-3464,TYPE II要求)发挥作用,同时也可能导致隔潮袋被刺破。
湿度指示卡,印有湿敏化学物质的卡片,当蓝色(干燥)转变为粉红色(潮湿)时,表示超过了标明的相对湿度。湿度指示卡应当至少有3个敏感值为5%RH、10%RH、60%RH的色点。湿度指示卡可以烘烤后再次使用,但必须等待5%RH刻度完全变蓝色。
标贴上的信息应包含潮湿敏感度等级、封装本体的峰值温度、开袋之后的暴露时间、关于何时要求烘焙的详细情况、烘焙程序及隔离袋的密封日期。
干燥和密封之间的时间必须小于允许制造商暴露的时间(MET),并且MET剩余时间能够允许分销商打开以及重新包装。若供应商的实际MET超过默认的24小时,则必须按照实际的时间计算;如果分销商重新包装时使用活性干燥剂,则重新包装的时间不需要从MET中减去。
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