SMT质量第2章-4

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1、MSD潮湿敏感器件防护引言随着电子技术的不断发展，人们对电子产品的可靠性越来越关注，这同样促使制造厂商对潮湿敏感器件（moisture-sensitivedevices，简称MSD）的关注程度不断上升。在以往的电子组装过程中，这些可能都不是问题。但是随着元器件朝着小型化和廉价化方向的发展，塑料封装已经成为了常规做法。这时，确保潮湿气体不会进入器件内部就非常重要。因为潮湿气体会对MSD产生影响,造成产品进行返修甚至要废弃该组装件。更为重要的是那些看不见的、潜在的缺陷，这些有可能对产品的可靠性造成严重的威胁。相对于十几年的ESD有关的问题，企业普遍都对潮湿问题缺乏理解和控

2、制，它不仅是制造问题，更重要的是设计选型的问题。随着塑料封装的普及，塑料封装所引起的MSD失效率已经越来越突出，再加上芯片集成度越来越高，特征尺寸越来越小，每一年半就翻一翻，集成电路功率越来越高，IC封装成本已经成为微电子发展的瓶颈。在封装成本的压力下，封装材料及引线等技术在不断变化。以上挑战造成MSD问题越来越突出,已经成为影响产品可靠性重要因素之一。MSD潮湿敏感器件防护一MSD潮湿敏感器件的基础知识二MSD潮湿敏感器件产生的危害三MSD失效器件的干燥方法四MSD潮湿敏感器件的管理五案列一.MSD潮湿敏感器件的基础知识1潮湿敏感元件2MSD国际标准3湿敏元件等级划

3、分4湿敏元件包装信息1.潮湿敏感元件凡是在储存、运输和安装等过程中，非密封塑封元器件因吸收空气中潮气而诱发损伤，这样的元器件统称为潮湿敏感元器件,(Moisture-SensitiveDevices），简称MSD。MSD主要指非气密性(Non-Hermetic)SMT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SMT器件。2MSD国际标准为确保潮湿气体不进入器件中，美国电子联合会(IPC)和电子元件焊接工程协会(JEDEC)之间共同研究和发布了IPC-M-109，潮湿敏感性元件标准和指导。IPC-M-10

4、9包括了七个文件，其中关于潮湿敏感防护的有三个，分别是：IPC/JEDECJ-STD-020塑料集成电路（IC）SMD的潮湿/回流敏感性分类。该文件的作用是帮助制造商确定元器件的潮湿敏感等级。IPC/JEDECJ-STD-033潮湿/回流敏感性SMD的处理、包装、装运、和使用标准。2.1IPC-9503非IC元件的潮湿敏感性分类。该文件的作用是帮助制造商确定非IC类元件的电子器件对潮湿的敏感性和防护要求。33湿敏元件等级划分湿敏元件等级(MSL)基本上可以划分为8个等级。注：a介于两级之间；Level1不作湿敏控制85%RH4湿敏元件包装信息所有湿敏元件都应封装在防潮

5、的包装袋中,在包装袋上必须有湿敏警示标志（如图1）和湿敏元件标签。（如图2）从湿敏元件标签上，可以得到以下信息：第1点计算在密封包装袋中的时间是否超过12个月，下面的BagSealDate就是密封包装的日期，如（图2）BagSealDate：09/03/31第2点元件本体允许承受的最高温度，如（图2）：Peakpackagebodytemperature：260℃第3点Floorlife时间(Mounted/usedwithin):就是在规定温度/湿度的环境中，可以暴露的有效使用时间，与右上角Level“3”相对应。第4点当在23度正负5度温度下，读湿度指示卡显示大于

6、10%，器件在表面贴焊之前，需要烘烤。如（本例）。第5点烘烤时间与温度如（本例）：48hours小时、125℃±5℃。二MSD潮湿敏感器件产生的危害1.潮湿敏感元件产生危害的因素2.潮湿敏感元件产生危害的原理3.潮湿敏感元件危害的表现形式1.潮湿敏感元件产生危害的因素潮敏失效是塑料封装表贴器件在高温焊接工艺中表现出来的特殊的失效现象。造成此类问题的原因是器件内部的潮气膨胀后使得芯片发生损坏。封装的膨胀程度取决于下列因素：塑料组成成分、实际吸收湿气的数量、温度、加热速度以及塑料的厚度，当由此引起的压力超过塑料化合物的弯曲强度时，封装就可能会裂开，或至少在界面间产生分层。

7、2.潮湿敏感元件产生危害的原理在MSD暴露在大气中的过程中，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度。(无铅焊接的峰值会更高，在245度左右）10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。像ESD破坏一样，大多数情况下