潮濕敏感度等級(jí)PPT課件

1、FOCUSED PHOTONICS INC 2/28/20222/28/2022潮濕敏感度對(duì)J-STD-033B.1的解讀尉 蔚硬件互連開發(fā)組2008-3-252021/3/92前言MSD控制的必要性什么是MSDMSD危害原理MSL細(xì)分MSD標(biāo)識(shí)MSD儲(chǔ)存和使用MSD降額MSD再干燥MSD返修理解性操作性 SMD的到來引入了一個(gè)全新的可靠性質(zhì)量問題因?yàn)榛亓骱冈斐傻牧芽p和分層的封裝損壞。2021/3/93MSD控制的必要性q潮濕對(duì)可靠性帶來的危害潮濕對(duì)可靠性帶來的危害電氣短路金屬氧化電化學(xué)腐蝕MSD危害MSD危害作用在焊接、包括維修的加熱過程中。危害作用在焊接、包括維修的加熱過程中。重視并研究重

2、視并研究MSD問題，對(duì)加工、運(yùn)輸、器件選型和倉庫管理起指導(dǎo)問題，對(duì)加工、運(yùn)輸、器件選型和倉庫管理起指導(dǎo)作用。作用。2021/3/94MSD控制的必要性q技術(shù)的進(jìn)步加深技術(shù)的進(jìn)步加深MSD問題問題面陣列封裝器件(如：BGA ,CSP)使用數(shù)量的不斷增加。面陣列封裝器件趨向于采用卷帶封裝，每盤卷帶可以容納非常多的器件，這延長(zhǎng)了器件的曝露時(shí)間。 貼裝無鉛化。無鉛合金的回流峰值溫度更高，它可能使MSD的濕度敏感性至少下降1或2個(gè)等級(jí)。 2021/3/95什么是MSDqMSD (Moisture Sensitive Devices)潮濕敏感器件MSD主要指非氣密性SMD器件。包括塑料封裝、其他透水性聚合

3、物封裝（環(huán)氧、有機(jī)硅樹脂等）。一般IC、芯片、電解電容、 LED等都屬于非氣密性SMD器件。 qMSL (Moisture Sensitivity Level)潮濕敏感等級(jí)MSD分級(jí)，等級(jí)越高，對(duì)濕度越敏感，也越容易受濕氣損害。可分為1、2、2a、3、4、5、5a、6，其中1級(jí)器件不是MSD。2021/3/96什么是MSDqMSD封裝材料封裝材料以陶瓷、金屬材料封裝的半導(dǎo)體組件的氣密性較佳，成本較高，適用于可靠性要求較高的使用場(chǎng)合。以塑料封裝的半導(dǎo)體組件的氣密性較差，但是成本低，因此成為電視機(jī)、電話機(jī)、計(jì)算機(jī)、收音機(jī)等民用品的主流。 我們現(xiàn)在使用的器件主要以氧環(huán)樹脂為主。PS: 選用什么材質(zhì)的

4、器件封裝和基板材質(zhì)有關(guān)。2021/3/97什么是MSDq常用術(shù)語常用術(shù)語MBB: Moisture Barrier Bag 防潮袋HIC: Humidity Indicator Card 潮濕指示卡Floor life: MSD離開密封環(huán)境，暴露在空氣中的時(shí)間Shelf life: MSD器件能存放在干燥袋中的最小時(shí)間，從袋密封日期開 始，通常最小不低于12個(gè)月參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：J-STD-033B.1 January 2007J-STD-020D June 2007J-STD-033A year 2002JET113 May 1999Intel Packaging TechnologyJ-

5、STD-033: MSD的處理、包裝、運(yùn)輸。J-STD-020: MSL分類標(biāo)準(zhǔn)。JEP113: MSD標(biāo)簽說明。2021/3/98MSD危害原理在回流區(qū)，整個(gè)器件要在183度以上60-150s左右，最高溫度在220-235度（SnPb共晶）?；亓骱?021/3/99MSD危害原理無鉛焊接的峰值溫度、預(yù)熱溫度更高，最高溫度在無鉛焊接的峰值溫度、預(yù)熱溫度更高，最高溫度在245-260度度。2021/3/910MSD危害原理q在回流區(qū)的高溫作用下，器件內(nèi)部的水分會(huì)快速膨脹，器件的不同材料之間的配合會(huì)失去調(diào)節(jié)，各種連接則會(huì)產(chǎn)生不良變化，從而導(dǎo)致器件剝離分層或者爆裂，于是器件的電氣性能受到影響或者破壞

6、。破壞程度嚴(yán)重者，器件外觀變形、出現(xiàn)裂縫等（通常我們把這種現(xiàn)象形象的稱作“爆米花”現(xiàn)象）。q像ESD破壞一樣，大多數(shù)情況下，肉眼是看不出來這些變化的，而且在測(cè)試過程中，MSD也不會(huì)表現(xiàn)為完全失效。2021/3/911MSD危害原理引線剝離2021/3/912MSD危害原理封裝分層破裂2021/3/913MSD危害原理q模塑料吸水性實(shí)驗(yàn)2021/3/914MSD危害原理q影響MSD的參數(shù)主要是器件材料和器件的幾何尺寸，幾何尺寸主要是指厚度。1. 厚度對(duì)器件潮濕敏感度的影響體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1. 1. 厚度大（體積大）的器件溫度升高慢，相對(duì)厚度?。w積?。┖穸却螅w積大）的器件溫度升高慢，相對(duì)厚度小

7、（體積?。┑钠骷碚f危害時(shí)間短。的器件來說危害時(shí)間短。2. 2. 濕氣完全滲透厚度大的器件所需要的時(shí)間長(zhǎng)，即其濕氣完全滲透厚度大的器件所需要的時(shí)間長(zhǎng)，即其Floor lifeFloor life相對(duì)要長(zhǎng)。相對(duì)要長(zhǎng)。2. 材料對(duì)器件潮濕敏感度的影響體現(xiàn)在透水性2021/3/915MSL細(xì)分潮敏等級(jí)暴露在空氣中的壽命時(shí)間環(huán)境1無限制 30/85%RH 2一年 30/60%RH2a四周 30/60%RH3168小時(shí)30/60%RH472小時(shí) 30/60%RH548小時(shí) 30/60%RH5a24小時(shí) 30/60%RH6標(biāo)簽上要求30/60%RH注：潮敏等級(jí)注：潮敏等級(jí)6的器件每次使用前都要烘烤的器件每

8、次使用前都要烘烤 2021/3/916MSD標(biāo)識(shí)level1Level25aLevel62021/3/917MSD標(biāo)識(shí)q干燥劑計(jì)算U = (0.304 * M * WVTR * A)/DU 干燥劑用量（單位）M 密封儲(chǔ)藏時(shí)間（月）A MBB表面積（平方英寸）D 一單位干燥劑在10% RH、25時(shí)能吸收水總量（克）干燥劑干燥能力未知的情況下使用簡(jiǎn)化公式U = 5 X 10-3 * AWVTR (Water Vapor Transmission Rate) 小于等于0.002克/100平方英寸（24 小時(shí)40 ）根據(jù)托盤的吸濕性還要適當(dāng)增加干燥劑2021/3/918MSD標(biāo)識(shí)q濕度指示卡的讀法如變

9、粉紅需烘烤如變粉紅需更換干燥劑指示劑超出測(cè)量范圍請(qǐng)丟棄該卡避免接觸金屬相對(duì)濕度J-STD-033A2021/3/919MSD標(biāo)識(shí)q濕度指示卡的讀法濕度指示卡的讀法等級(jí)2部分60%不是藍(lán)色時(shí)需要烘烤潮濕指示劑當(dāng)60%粉紅色時(shí)，不要將該卡放入袋中等級(jí)2a-5a部分10%不是藍(lán)色且5%粉紅色時(shí)需要烘烤相對(duì)濕度J-STD-033B2021/3/920MSD標(biāo)識(shí)由于缺少規(guī)范，所以HIC的種類也有很多。2021/3/921MSD儲(chǔ)存和使用q購買來器件應(yīng)當(dāng)檢查標(biāo)簽，確定是否為MSD；MSD需檢查包裝是否密封，如有破損（無論有幾層），應(yīng)檢查HIC是否變色。查看并記錄封口日期，作為Shelf Life的啟始時(shí)間

10、。q不使用的MSD應(yīng)當(dāng)儲(chǔ)存在密封的防潮袋或防潮箱內(nèi)。1. 推薦每次只取需要量的器件。2. 即用即取，取出后迅速將防潮袋或防潮箱密封，減少M(fèi)SD和干燥劑在空氣中暴露時(shí)間。3. 推薦在托盤、包裝上貼加標(biāo)簽（最好區(qū)別普通標(biāo)簽的顏色，如使用黃色）做存取記錄，跟蹤管理。q使用MSD前應(yīng)檢查其干燥程度，如有需要再做相應(yīng)烘干處理。干燥劑在密封MBB中典型有效時(shí)間為5年2021/3/922MSD儲(chǔ)存和使用潮濕敏感等級(jí)包裝袋（Bag）干燥材料（Desiccant）潮濕顯示卡（HIC）警告標(biāo)簽（Warning Label）1無要求無要求無要求無要求2防潮包裝袋要求要求要求2a 5a防潮包裝袋要求要求要求6特殊防潮

11、包裝袋特殊干燥材料要求要求2021/3/923MSD儲(chǔ)存和使用q我司使用的我司使用的MSD器件器件QFP2021/3/924MSD儲(chǔ)存和使用q圖例圖例2021/3/925MSD降額環(huán)境溫度和器件厚度影響Floor life2021/3/926MSD降額2021/3/927MSD降額2021/3/928MSD再干燥q通常，物料從貼片機(jī)上拆下以后，在再次使用以前，會(huì)一直存放在干燥的環(huán)境里，比如干燥箱，或者和干燥劑一起重新封裝。很多組裝人員認(rèn)為，在器件保存在干燥環(huán)境以后，可以停止統(tǒng)計(jì)器件的曝露時(shí)間。事實(shí)上，一旦器件曝露相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間后（一小時(shí)以上），吸收的潮氣將保留在包裝內(nèi)，向中央界面擴(kuò)散 ，從而很

12、可能對(duì)器件造成破壞。q最近的調(diào)查結(jié)果清晰的表明，器件在干燥環(huán)境下的時(shí)間與在環(huán)境中的曝露時(shí)間同樣重要。有例子表明，濕度等級(jí)為5（正常的拆封壽命為48小時(shí)）的PLCC器件，干燥保存70小時(shí)以后，實(shí)際上，僅僅曝露16個(gè)小時(shí)，便超過了其致命濕度水平。 2021/3/929MSD再干燥q干燥劑暴露干燥劑暴露30分鐘內(nèi)的還可以繼續(xù)使用。分鐘內(nèi)的還可以繼續(xù)使用。q時(shí)間重置時(shí)間重置對(duì)于原本干燥的器件，暴露在不超過30/60%，可以在室溫下放回MBB或干燥箱內(nèi)，由干燥劑干燥。MSL 2、2a、3: 對(duì)于暴露時(shí)間少于12小時(shí)的零件在干燥環(huán)境持續(xù)5倍的時(shí)間，可以將Floor life重置為零。MSL 4、5、5a:

13、對(duì)于暴露時(shí)間少于8小時(shí)的零件在干燥環(huán)境持續(xù)10倍的時(shí)間，可以將Floor life重置為零。烘干后的器件可以將烘干后的器件可以將Shelf life置零。置零。2021/3/930MSD再干燥默認(rèn)表2021/3/931詳表（考慮了Floor life）2021/3/932MSD再干燥q烘干時(shí)應(yīng)注意烘干時(shí)應(yīng)注意1. 一般裝在高溫料盤（如高溫Tray盤）里面的器件都可以在125溫度下進(jìn)行烘烤，除非廠商特殊注明了溫度。Tray盤上面一般注有最高烘烤溫度。 2021/3/933MSD再干燥2. 裝在低溫料盤（如低溫Tray盤、管筒、卷帶）內(nèi)的器件其烘烤溫度不能高于40，否則料盤會(huì)受到高溫?fù)p壞。 3. 在125高溫烘烤以前要把紙/塑料袋/盒拿掉。 4. 烘烤時(shí)注意ESD（靜電敏感）保護(hù)，尤其烘烤以后，環(huán)境特別干燥，最容易產(chǎn)生靜電。5. 烘烤期間，注意不能導(dǎo)致料盤釋放出不明氣體，否則會(huì)影響器件的焊接性。 2021/3/934MSD再干燥6. 烘烤時(shí)務(wù)必控制好溫度和時(shí)間。如果溫度過高，或時(shí)間過長(zhǎng)，很容易使器件氧化，或著在器件內(nèi)部接連處產(chǎn)生金屬間化合物，從而影響器件的焊接性。除非有特殊說明，否則器件在90-125條件下烘烤的累計(jì)時(shí)間不超過96小時(shí)。 7. 烘烤期間一定要作好烘烤記錄，以便控制好烘烤時(shí)間。 2021/3/935MSD返修q如果要拆掉主板上的器件，最好采用局