潮濕敏感表面元器件的入庫驗收課件

潮濕敏感表面元器件的入庫驗收、儲存、配送及組裝過程工藝規(guī)范一、適用范圍本規(guī)范適用于各類潮濕敏感元器件（以下簡稱MSD）來料驗收、儲存、配送、組裝等過程中的管理。本規(guī)范適用于采用：熱風(fēng)、紅外線（以下簡稱為IR）、熱風(fēng)/IR、汽相（VPR）等再流焊接工藝的大面積組裝。同樣也適用于局部加熱場合，如在熱風(fēng)返修設(shè)備中對個別MSD進行拆焊、返修等。不適用于浸入式大面積焊接工藝（例如背面波峰焊）。二、引用標準J-STD-020B非密封固態(tài)表面貼裝器件濕度／再流焊敏感度分級；J-STD-033潮濕／再流焊敏感表面元器件的處理、包裝、運送及使用規(guī)范；IPC-9503非IC元器件潮濕敏感度分類。MSD的敏感度：MSD受潮濕氣體影響的敏感程度稱為敏感度，其分級如下：1級：小于或等于30℃/85%RH無限車間壽命；2級：小于或等于30℃/60%RH一年車間壽命；2a級：小于或等于30℃/60%RH四周車間壽命；3級：小于或等于30℃/60%RH168小時車間壽命；4級：小于或等于30℃/60%RH72小時車間壽命；5級：小于或等于30℃/60%RH48小時車間壽命；5a級：小于或等于30℃/60%RH24小時車間壽命；6級：小于或等于30℃/60%RH標簽上的時間。濕汽傳輸率（WVTR）：是指塑料薄膜或金屬化塑料薄膜材料對濕氣的滲透能力，是衡量防潮袋性能優(yōu)劣的一項重要指標。防潮袋（MBB）：一種用于包裝MSD以防止水汽滲入的袋子，如圖3-1所示。MBB的柔韌性、靜電防護、機械強度和滲透性等要求，應(yīng)滿足MIL-B-81705類型Ⅰ中的要求。按照ASTMF1249-90規(guī)定和ASTMF392-93條件“E”進行柔性測試，在40℃、24小時內(nèi)水汽傳輸率應(yīng)≤0.02mg/645cm。圖3-1干燥劑：一種置于MSD防潮包裝袋中的以維持相對低濕度的吸潮物質(zhì)，如圖3-2所示。圖3-2干燥劑材料應(yīng)符合MIL-D-3464類型Ⅱ的標準要求。它應(yīng)封裝在可透氣的小袋里。每袋干燥劑的用量，應(yīng)視防潮袋的表面積和WVTR而定，25°C時能保持MBB內(nèi)部的相對濕度小于10%。干燥箱：存放MSD的專用箱，在該箱內(nèi)溫度應(yīng)維持在25±5°C、濕度應(yīng)小于10%RH。箱內(nèi)可使用氮氣或干燥氣體，如圖3-3。圖3-3原存放在真空袋中的元器件，當(dāng)開袋后，應(yīng)重新干燥和封口。如果累計暴露時間不超過1小時，原來的干燥劑可再使用。否則應(yīng)重新置換活性干燥劑。濕度顯示卡（HIC）：一種印有對潮濕敏感的化學(xué)物質(zhì)的卡片，HIC上至少應(yīng)該有3種顏色的點，分別對應(yīng)濕度敏感度值為5%RH、10%RH、15%RH，如圖3-5所示。圖3-5也有6種顏色點的，它們分別對應(yīng)的敏感度值為10%RH、20%RH、30%RH、40%RH、50%RH、60%RH，如圖3-6所示。圖3-6四、MSD的分類及SMT包裝的分級1、MSD的分類和分級當(dāng)封裝材料為酚醛樹脂、聯(lián)苯、多功能環(huán)氧樹脂和硅樹脂等化合物封裝的MSD，其分類隨封裝結(jié)構(gòu)形式、封裝體的厚度和環(huán)境溫度的不同而不同，如表3-1所示。表3-1酚醛樹脂、聯(lián)苯或多功能環(huán)氧樹脂封裝器件在20℃，25℃和30℃時的分類和分級元器件體類型和厚度

最大相對濕度百分比和車間壽命(天)M.S.等級

20%30%40%50%60%70%80%90%體厚度≥3.1mm

PQFP＞84

引腳,

PLCC

(正方形)

MQFP或

PBGA等級2a∞∞∞607810341536933425728364710141971013681030℃25℃20℃等級3101317911148101379127912571046845730℃25℃20℃等級445745745735734633523423430℃25℃20℃等級535734624523523422312312330℃25℃20℃等級5a12412312312312211211211230℃25℃20℃元器件體類型和厚度

最大相對濕度百分比和車間壽命(天)M.S.等級

20%30%40%50%60%70%80%90%≤2.1mm

體厚度＜3.1mm

PLCC

(矩形)

18-32腳

SOIC(寬體)≥20

引腳

PQFP

≤80引腳等級2a∞∞∞∞∞∞86148∞39516928374946834523430℃25℃20℃等級31925321215199121581013791235723523430℃25℃20℃等級457945745634634523422312330℃25℃20℃等級534533523423423412311311230℃25℃20℃等級5a1221221221221221120.5120.51130℃25℃20℃2、SMT包裝的分級多數(shù)IC制造商的包裝都按照其對潮濕誘發(fā)損害的敏感性程度進行分級。表3-2列舉了SMT產(chǎn)品包裝的典型分級。大多數(shù)表面貼裝產(chǎn)品使用在EIA/JEDECA112-A和EIA/JEDECA113-B所規(guī)定的程序來測試對潮濕的敏感性。任何指示為二級或以上的包裝都要求通過烘焙或在真空下進行除濕，接著進行干燥包裝。運輸中運輸容器應(yīng)按照產(chǎn)品的潮濕敏感性分級貼上標簽。表3-2SMT產(chǎn)品的潮濕敏感性分級類型一級二級三級PLCCPN（20/28）FN（44/68）SOICD（9/14/16）FN（44/68）DW（16/20/24/28）SSOPDBQ（16/20/24）DB（14/16/20/24）DB（28/30/38）TSSOPDL（28/48/56）PW（20/24）DGG（48/56）DCT（8）PW（8/14/16）DGG（64）注：對SMT產(chǎn)品的潮濕敏感性分級，到目前，還沒有元件包裝使用第五、六級表中：()=引腳數(shù)五、潮濕敏感性標志潮濕敏感鑒定（MSID）標志潮濕敏感鑒定標志，如圖3-7所示。潮濕敏感警告標志潮濕敏感警告標志，如圖3-8所示。圖3-7“潮濕敏感鑒定(MSID)標志”應(yīng)貼在裝有MBB的最外層運輸箱上，通常在條形碼標簽的附近，如圖3-9所示?！俺睗衩舾芯鏄撕灐睉?yīng)貼在MBB的外表上，以指示內(nèi)包裝有MSD，如圖3-10所示。潮濕敏感警告標簽通常應(yīng)用于抽真空的防潮袋外面，該標簽應(yīng)包括詳細的對元器件獨特的信息：如潮濕敏感級別、包裝體的峰值溫度、場地壽命、開袋之后的暴露時間、何時要求烘焙、烘焙程序、以及袋的抽真空日期等。圖3-9圖3-10六、MSD的入庫、儲存、配送、

組裝工藝過程管理1、入庫驗收1）真空袋檢查⑴檢查警告標簽或條形碼上的封袋日期，如圖3-11所示；⑵檢查包裝袋的完整性(有無洞、鑿孔、撕破、針孔或任何會暴露內(nèi)部的開口)；⑶如果發(fā)現(xiàn)有開口，應(yīng)參照濕度指示卡（HIC）顯示的狀態(tài)，決定是否拒收(通知供貨商采取恢復(fù)措施)。如果包裝袋在車間環(huán)境中打開不超過8小時，可再與活性干燥劑一起重裝入抽真空袋中并封口，或是將元器件放置在一個空氣干燥箱里再次干燥，要求再次干燥的時間至少是暴露時間的5倍。3）MSD清點倉儲人員進行MSD數(shù)量清點時，應(yīng)盡量不破壞MBB。若非進行逐個清點不可時，割開MBB后應(yīng)在最短的時間內(nèi)清點完，然后再與活性干燥劑一起重新裝入MBB中并封口。此操作允許暴露的最大時間應(yīng)小于制造暴露時間(MET)。2、儲存1）庫房管理⑴

MSD存放區(qū)應(yīng)有明顯標識；⑵MSD應(yīng)分級分類存放，存放柜應(yīng)有分級標識，如圖3-12、13、14、15、16、17、18所示；2級物料代碼：名稱：型號：2a級物料代碼：名稱：型號：3級物料代碼：名稱：型號：4級物料代碼：名稱：型號：圖3-12圖3-13圖3-14圖3-155級物料代碼：名稱：型號：5a級物料代碼：名稱：型號：6級物料代碼：名稱：型號：

圖3-16圖3-17圖3-182）庫存壽命

干燥包裝的MSD庫存壽命：在存儲條件為溫度＜40℃、濕度＜90%RH的非冷凝空氣環(huán)境中，從包裝封口日算起最小為12個月。3）安全庫存安全存儲是指元器件保存在一個濕度可以控制的環(huán)境中儲存，這樣車間壽命可維持在零記錄。以下列出了2-5a級元器件可接受的安全存儲分類。⑴干燥包裝 在干燥包裝完好的MBB中的元器件，預(yù)期的存儲壽命為：由警告或條形碼上標示的封袋日期算起為12個月。⑵

空氣干燥櫥散裝MSD應(yīng)放置在空氣干燥櫥中，櫥內(nèi)的溫度和濕度條件應(yīng)維持在25±5℃和＜10%RH。4）定期監(jiān)視儲存狀況⑴濕度指示卡(HIC)會提示干燥包裝內(nèi)濕度的變化情況。當(dāng)出現(xiàn)誤處理（如缺少干燥劑或干燥劑量不足），誤操作（如MMB撕裂或割裂）或是存儲不當(dāng)時，HIC會及時作出反應(yīng)。相應(yīng)的判斷及處理方法以原包裝說明及內(nèi)部指示卡上的要求為準?，F(xiàn)以敏感讀數(shù)5%RH、10%RH、15%RH的HIC指示卡為例，具體判斷如下：·如果10%RH點為藍色，如圖3-19所示，表示合適。若干燥袋要再次封口，應(yīng)更換活性干燥劑。如果5%RH點為粉紅色而且10%RH點不為藍色，如圖3-20所示，則表示MSD暴露已超過了潮濕敏感等級(例如庫存壽命過期等)，必須按照原包裝警告標簽上的說明進行干燥處理。若警告標簽上無具體烘烤操作說明或警告標簽丟失時，則必須按表3-3規(guī)定進行干燥處理。圖3-19圖3-20芯片烘烤箱分為低溫烘烤箱和高溫烘烤箱兩類，正常工作時的烘烤溫度為：40℃和125℃，分別如圖3-21、22所示。圖3-21圖3-22表3-3MSD暴露在濕度≤60%RH環(huán)境中時用戶干燥參考條件

(車間壽命從烘烤后0時刻起重新開始計時)器件封裝最度（mm）等級烘烤溫度（125℃）（時）烘烤溫度（40℃）≤5%RH（天）≤1.42a

3

4

5

5a4

7

9

10

145

11

13

14

19≤2.02a

3

4

5

5a18

24

31

37

4821

33

43

52

68≤4.02a

3

4

5

5a48

48

48

484867

67

68

6868烘烤干燥后應(yīng)立即裝入MBB中并封口，在MBB上應(yīng)貼上包含有物料代碼、封口時間、烘烤時間、烘烤溫度、烘烤次數(shù)等信息的記錄標簽，標簽格式如表3-4所示。填寫《潮濕敏感器件（MSD）烘烤取放記錄表》（附表3-1）。表3-4烘烤記錄表代碼型號潮濕敏感等級烘烤溫度烘烤數(shù)量封口時間數(shù)量第烘烤入庫時間生產(chǎn)批次備注:HIC從MMB中取出后應(yīng)立即讀數(shù)。在23±5℃條件下可獲得最精確的讀數(shù)。后繼的應(yīng)用情況與存儲時間無關(guān)。3、配、發(fā)料管理1）配料要建立合理的MSD生產(chǎn)配送補給系統(tǒng)，確保所有MSD都將在規(guī)定的時間限制內(nèi)組裝完畢。合適的材料補給可以有效的減小儲藏、備料、生產(chǎn)期間的暴露時間。如果一批元器件中部分已使用，剩下的元器件在打開包裝1小時內(nèi)必須重新封口或是放入<10%RH的干燥箱中。若暴露時間超過1小時，應(yīng)按表3-5規(guī)定進行處理。等級袋裝前干燥MBB干燥劑MSID標簽警告標簽1可選可選可選不要求在220℃和235℃分級時作要求2可選要求要求要求要求2a-5a要求要求要求要求要求6可選可選可選要求要求*MISD潮濕敏感度鑒定標簽表3-5干燥包裝要求2）發(fā)料—備料剛好的數(shù)量遵循最短暴露時間的原則，應(yīng)盡可能采用少量發(fā)放MSD的方法，準備的數(shù)量剛好夠八小時的裝配量。超量發(fā)料，勢必造成部分MSD在規(guī)定的時間內(nèi)未裝配完，這必然造成MSD必須手工從塑料托盤中移進移出。這種操作將增加MSD的機械或ESD損壞的危險性，對產(chǎn)品質(zhì)量和成本等產(chǎn)生極壞的影響。4、MSD組裝過程管理1）對MSD進行工藝跟蹤MSD要適當(dāng)?shù)胤诸悺擞浐头庋b在干燥的袋子中待用，一旦袋子打開，每個元器件都必須在一個規(guī)定的時間內(nèi)裝配和焊接完。要求對每一卷或每一盤MSD的累積暴露時間，都應(yīng)進行工藝跟蹤，直到所有MSD都在車間壽命期內(nèi)完成了全部組裝過程。2）手工記錄時間為了跟蹤暴露時間，要求生產(chǎn)操作員手工記錄進入和移出干燥室或干燥袋的日期與時間(可能多次)，如圖3-23所示。其目的就是為了準確地計算干燥儲存所需的時間。3）根據(jù)車間環(huán)境情況適時調(diào)整MSD的車間壽命MSD自MBB中取出后，如果車間溫度/濕度不滿足30℃／60%RH條件要求時，可以按表3-1列出的濕度范圍和溫度條件要求，適時增減車間壽命作為補償。圖3-234）干燥處理⑴任何MSD在車間壽命限定時間之前還有未組裝完的，就應(yīng)通過充分的干燥程序?qū)SD重新恢復(fù)到干燥儲存狀態(tài)。MSD原包裝警告標簽上給出了用戶在自己場所重新烘烤器件的條件。當(dāng)原包裝警告標簽上無具體烘烤操作說明或警告標簽丟失時，則可按表3-3給出的條件，用戶在自己場所重新烘烤器件。⑵工藝過程中對己干燥過的MSD，在不超過30℃／60%RH的車間環(huán)境中，若暴露時間大于8小時，則應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M行室溫干燥，最小干燥時間為暴露時間的5倍。干燥完畢后重新設(shè)置車間壽命的計時。⑶如果車間壽命或溫度/濕度條件超出，在再流焊接或重新進行安全存儲前，MSD必須按照表3-3要求進行干燥處理。⑷對焊接可靠性的影響①氧化風(fēng)險烘烤MSD時可能會引起引腳表面氧化或過量的金屬間化合物的生成，從而在板級組裝過程中造成焊接可靠性問題。因此，MSD烘烤溫度和時間將受到可靠性要求的制約。除非供應(yīng)商額外指明，否則元器件烘烤應(yīng)在一個烘烤周期內(nèi)一次完成。如果需要超過一個烘烤周期，應(yīng)咨詢供應(yīng)商。不要將元器件存儲在烘焙溫度下的爐子中。②載體除濕風(fēng)險 MSD載體材料在除濕過程，應(yīng)確保不超出干燥烘烤的安全范圍，以避免可靠性可能受到影響。5、退料管理1）退料退料時，已經(jīng)裝載在貼裝機器上的MSD必須取下來，連同托盤和盤帶一道返回庫房，供以后繼續(xù)使用。MSD所有的標識數(shù)據(jù)及對應(yīng)的出庫時間跟蹤記錄，應(yīng)完整地從原來的標簽上轉(zhuǎn)移過來并隨MSD一道保存。退回重新儲存的MSD散料，須把暴露的時間也計算到干燥儲存的時間里去，并根據(jù)出庫時間跟蹤記錄優(yōu)先出庫。2）每一件東西都進行烘焙與3.6.5.1條相比，另一種較簡單的管理辦法是：有系統(tǒng)地烘焙所有生產(chǎn)后剩下的裝有MSD的托盤和卷盤。對此，IPC/JEDEC標準規(guī)定：⑴高溫載體對包裝在高溫載體（如高溫托盤）中的MSD，可在載體中進行125°C烘烤，烘烤時間為48小時。⑵低溫載體包裝在低溫載體（如料盒、托盤、帶卷）中的MSD，當(dāng)烘烤溫度高于40°C時，不能在載體內(nèi)直接烘烤。如果要求在較高的溫度中烘烤，元器件應(yīng)從低溫載體中取出，轉(zhuǎn)入對高溫安全的載體中烘烤，烘烤完畢后再重新裝入低溫載體。而對在卷盤和低溫托盤上的MSD必須以40℃烘焙68天。注意：手工操作會增加機械和ESD損傷的危險。⑶紙及塑料容器制品 紙及塑料容器制品，如紙板箱，氣泡膜包裝，塑料包裹等，烘烤前應(yīng)把載體外面的這類物品去掉。塑料管上纏繞的橡皮帶及塑料托盤上的捆綁帶在高溫（125°C）烘烤前也必須取下。⑷烘烤時間 烘烤時間從所有MSD均達到指定溫度時開始起算。⑸

ESD保護 當(dāng)元器件在低濕度(干燥)環(huán)境下烘烤后，用真空吸針手工處理時，應(yīng)進行適當(dāng)?shù)腅SD防護處理。3）重新干燥包裝分類為2a-5a級別的MSD在封入MBB前應(yīng)按表3-5要求重新進行干燥包裝。介于干燥與封口之間的時間必須不超過MET下限時間。如果供應(yīng)商提供的實際MET大于默認值24小時，則應(yīng)采用實際時間。注意：如果托盤、料管或帶卷等材料沒有烘烤就放入袋中，包含在這些材料中的附加濕氣也要求被吸收。七、焊接1、再流焊接1）溫度在再流焊接過程中MSD元器件體溫度不得超過標注在警告標簽上的設(shè)定值。否則將直接影響元器件焊接的可靠性。2）溫度曲線參數(shù)在再流焊接過程中，雖然體溫度在再流焊接中是最關(guān)鍵的參數(shù)，但其他參數(shù)，如高溫中總的暴露時間和加熱速率，也影響MSD焊接的可靠性，因此，均須妥善處理。3）多次再流焊接如果進行了一個以上的多次再流焊接過程，必須小心確保在最后一道再流焊接前的所有MSD，無論是貼裝的還是不貼裝的，都不能超過他們的車間壽命。每個MSD最多只能經(jīng)受住三次再流焊接工序。如果因為某種原因需要超過三次的,應(yīng)向供應(yīng)商咨詢。4）再流焊接溫度標識若需使用235℃的高溫再流焊接等級為1級的MSD時，在“警告”標志上須注明再流焊接溫度，警告標簽應(yīng)貼在MBB上或最外層運輸箱上。在220℃溫度下再流焊接的MSD不需要任何與潮濕相關(guān)的標簽。注意1：元器件體溫度可能與引腳或焊球間溫度差別很大，特別是在IR和IR/熱風(fēng)再流焊接過程中，所以必須分開測量。注意2：一些熱風(fēng)焊接工藝可能要求MSD元器件體加熱溫度高過220℃，如果超過了分類溫度，則潮濕預(yù)警或時間-溫度限制要求可能會超出本規(guī)范規(guī)定范圍，此時應(yīng)咨詢供應(yīng)商。5）第6級MSD劃分為第6級的MSD必須在上線生產(chǎn)前烘烤干燥，然后在標簽指定的限制時間內(nèi)完成再流焊接。2、返修1）返修過程中MSD的管理在打開MBB后，MBB中所有元器件均應(yīng)在標注的車間壽命前，完成包括返修在內(nèi)的所有高溫再流焊接過程。若余下不能焊完的MSD應(yīng)再次封入MBB中或存入干燥櫥中。如果車間壽命或車間環(huán)境超過標準時，可參照3.6.4.4條款處理。2）板級返修⑴若要將器件從PCB板上取下，推薦使用局部加熱方法，所有表面貼裝器件的最大體溫度不要超出200℃，以確保與MSD相關(guān)的元器件的損傷降到最低；⑵如果元器件溫度超過200℃，可要求PCBA在返修前烘烤；⑶元器件溫度應(yīng)在元器件體的頂部中心測量；⑷如果取下的器件再次使用，建議在進行再貼裝前將其烘烤干燥。替換的元器件應(yīng)在規(guī)定的車間壽命內(nèi)替換完畢。⑸推薦采用局部加