J-STD-033B(中文版)

1、SMD溫濕度敏感元件作業(yè)，運輸，儲存，包裝標(biāo)準(zhǔn) 1. 前言SMD零件的出現(xiàn)直接帶來了新的挑戰(zhàn)，而這些挑戰(zhàn)的重心又在于包裝的品質(zhì)和可靠性。本文講述了floor life 在作業(yè)，包裝，運輸，的等級標(biāo)準(zhǔn)。J-STD-020說明了濕敏元件級別，JEP113說明了標(biāo)簽要求周圍環(huán)境中的濕氣會通過包裝材料滲透到包裝內(nèi)部，并在不同材料的表面聚結(jié)。在組裝工藝中，SMD元件貼裝在PCB上時會經(jīng)歷超過200，在焊接時，濕氣的膨脹會造成一些列的焊接品質(zhì)問題。2. 目的本文旨在為使用，運輸，存儲，包裝SMD濕敏元件提供標(biāo)準(zhǔn)。通過本文內(nèi)的方法，可以避免零件受潮和零件在過IR后可靠性下降。通過本文的各個程序，可以達到無害

2、回焊。熱烘可以使SMD零件得到長達12個月的包裝存儲壽命。3. 范圍3.1 包裝3.1.1 本標(biāo)準(zhǔn)適用于PCBA中無需密封SMD零件的作業(yè)，其中包括聚合分子材料和塑膠材料3.1.2 密封包裝大零件無濕氣風(fēng)險，不必作防潮3.2 組裝制程3.2.1本標(biāo)準(zhǔn)適用于PCBA IR，VPR等制程，不適用于波峰焊3.2.2 本標(biāo)準(zhǔn)亦適用于受潮零件的烘烤或重工3.2.3 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于不過回焊爐的零件3.3 可靠性3.3.1 內(nèi)容描述中的方法可以保證PCBA的成品可靠性是可評估的（標(biāo)準(zhǔn) J-STD-020 和JESD22-A113）3.3.2 本文不對焊接可靠性作評述4. 涉及文件4.1 EIA JEDEC

3、EIA-541 靜電放電敏感元件包裝要求 EIA-583 濕氣敏感元件包裝要求 EIA-625 靜電放電敏感設(shè)備操作要求 JEP-113 濕氣敏感設(shè)備標(biāo)識 JESD22-A113 不氣密包裝可靠性測試條件要求4.2 防護部分 MIL-B-131 阻濕材料（隔絕濕氣,不透氣的）- MIL-B-81705 透氣的，無靜電的，可加熱處理的 MIL-D-3464 活性干燥劑， MIL-I8835 指示，濕度卡5. 定義 活性干燥劑：全新干燥劑或是經(jīng)過依照推薦標(biāo)準(zhǔn)進行烘烤恢復(fù)原始規(guī)格的干燥劑 6.包裝 6.1 包裝要求詳見下表1濕敏級別烘干元件防潮袋干燥劑濕敏級別標(biāo)簽警告貼紙1隨意隨意隨意隨意220時不

4、必標(biāo)示，235時必需標(biāo)示2隨意必需必需必需必需2a-5a必需必需必需必需必需6隨意隨意隨意必需必需6.2 零件包裝前的烘烤6.2.1 濕敏級別在2a到5a之間的零件在做防潮包裝之前必須要做烘烤處理。廠家在進行烘烤和包裝期間的裸露時間（MET）不可超過24H。如果MET超過了24H那么這個實際時間必須要標(biāo)注。如果這個MET內(nèi)僅僅是重新包裝附活性干燥劑，那么這個時間一定要計算在內(nèi)。6.2.2 供應(yīng)商可以通過一系列的方法來減少烘烤時間并且達到正常效果。以給定的默認地等級來評定在高溫環(huán)境下承受濕氣的等級。6.2.3如果在烘烤和包裝之間的時間超出了標(biāo)準(zhǔn)，元件必須重新烘烤按照第7條款6.3 DRY PAC

5、K(干燥包裝)6.3.1 描述干燥包裝由干燥劑HIC（溫濕度卡）MBB（防潮包裝袋） 下圖為經(jīng)典的干燥包裝Moisture Barrier Bag 防潮袋Desiccant Pouches 干燥劑袋Foam End Cap 尾部泡沫護墊Humidity Indicator Card濕度卡 6.3.2 材料6.3.2.1 防潮袋（MBB） MBB的各項參數(shù)必須符合MIL-B-81075，第一類型必須要求的是彈性，防靜電放電，機械強度和抗穿刺能力，袋子必須是可熱封的。在40條件下，以ASTMF392-93 條件E做彎曲測試，水汽傳播速度測試采用ASTMF 1249-90。水汽傳播速度不可大于0.0

6、02 mg/100 in²在 24小時內(nèi)。6.3.2.2干燥劑干燥劑必須要符合MIL-D3464，第二類型干燥劑必須要滿足無塵，無腐蝕性，吸潮能力符合標(biāo)準(zhǔn)。干燥劑必須包裝在濕氣可滲透入的袋子里，每個防潮袋里面裝的干燥劑的量必須標(biāo)注在袋子上，并且要保證防潮袋里的濕度在25的室溫條件下保持在10% RH以下。在各種干燥劑里面，美軍標(biāo)規(guī)定了干燥劑的等級. A 級干燥劑要求最低一個單位吸收2.85 g的水汽在20%RH和25的環(huán)境下，并且要求能夠維持環(huán)境狀況在10%RH以下。一包所需的干燥劑數(shù)量有以下公式定義： U=（0.304*沒*WVTR*A）/DU * 干燥劑的數(shù)量M * 期望shel

7、f lifeWVTR * 水汽傳播率A * MBB表面積D * 保持10%RH的濕度要吸收的水分注意： 如果有些包裝如tray盤，管裝，料帶裝等的零件沒有烘烤，那么還要額外加入干燥劑以吸收零件本體內(nèi)的水汽，這里也要考慮這部分的干燥劑。6.3.2.3 HIC（濕度指示卡）HIC必須遵守MIL-I-8835 。HIC色圈要不少于3個并要附上濕度值8%RH，10%RH，20%RH。Bake Units if Pink：烘烤零件，如果變粉紅。Chang Desiccantif pink：換干燥劑如果變粉紅。Discard if Circles Overmm：如果色環(huán)有被潤濕擴散的現(xiàn)象，則報廢處理。Av

8、oid Metal Contact：避免接觸金屬。 6.3.3 標(biāo)簽6.3.3.1 標(biāo)簽主要有MSID（濕敏等級號碼）和“Caution lable”（警告貼紙），依據(jù)JEDEDJEP113標(biāo)準(zhǔn)。MSID標(biāo)簽要貼在包裝箱的最底層，警告貼紙貼在防潮袋的表面。 濕敏等級貼紙樣圖 警告貼紙樣圖6.3.3.2 6級濕敏元件沒有用防潮袋包裝海運的都必須要附MSID標(biāo)簽和警告貼紙在運輸容器的底層6.3.3 1級濕敏元件用于235回焊的必須要附警告貼紙標(biāo)注最高適用回焊溫度。警告貼紙必須貼在防潮袋上（如果使用）或者附在運輸容器的最底層。1級敏感元件用于220回焊無需任何濕度貼紙。6.3.4shelf life

9、（防潮包裝后正常存儲時間）使用防潮包裝后的預(yù)計存儲時間在40 / 90%RH并且空氣流動良好的環(huán)境下不得少于12個月7.烘烤以下各表為濕敏元件烘烤條件與時間的關(guān)系表2：用戶，使用者烘烤（此時間不計算在floor time 內(nèi)）條件：參考濕度在60%RH（含）的周邊濕度條件下包裝厚度濕敏等級125條件烘烤40 5%RH烘烤不大于1.4mm2a3455a4h7h9h10h14h5days11days13days14days19days不大于2.0mm2a3455a18h24h31h37h48h21days33days43days52days68days不大于4.0mm2a3455a48h48h48

10、h48h48h67days67days68days68days68days表3：供應(yīng)商烘烤在60%RH 濕度環(huán)境下，MET（供應(yīng)商露空時間）=24hours包裝厚度濕敏等級125條件烘烤150條件烘烤不大于1.4mm2a3455a8h16h21h24h28h4h8h10h12h14h不大于2.0mm2a3455a23h43h48h48h48h11h21h24h24h24h不大于4.0mm2a3455a48h48h48h48h48h24h24h24h24h24h7.1工廠環(huán)境要求7.1.1 暴露時間濕敏元件在工廠只可暴露在 60%RH的環(huán)境下，在此環(huán)境下無論暴露時間多長都是可以通過高溫或低溫烘烤

11、后使用或出貨。7.1.2 最短時間任何濕度敏感元件在在不超過30/60%RH的環(huán)境條件下暴露不超過8小時的都可以在室溫條件下通過干燥劑干燥。要通過此方式干燥零件，最少要5倍的暴露時間。7.1.2.1 干燥包裝在重新放置干燥劑后，在已有的干燥包裝內(nèi)零件包裝可以再封口。只要干燥劑暴露在空氣中的總共時間少于1小時，這些干燥劑是可以再度使用的。7.1.2.2 干燥箱也可使用干燥箱包裝零件，這種箱子要求可以維持內(nèi)部環(huán)境在25±5，且濕度 10%RH。有可能用到氮氣或干燥氣體。7.2烘烤一般要求7.2.1耐高溫容器 如果廠家無特殊說明，我們默認這些裝載零件的包裝容器是可以以125的高溫來烘烤零件

12、的。例如，高溫tray 盤。7.2.2 低溫容器任何使用低溫包裝容器裝載零件的，零件不可以和這些容器一起在高于40的條件下烘烤，如果需要高溫（）40）烘烤，必須要把零件取出到耐高溫容器內(nèi)烘烤，在轉(zhuǎn)回到原包裝容器內(nèi)。7.2.3紙和塑膠在烘烤前必須要把紙和塑膠物件（如紙箱，泡沫，塑膠皮等）挑出。管塞和tray盤帶也必須挑出在高溫125烘烤時。7.2.4 烘烤時間烘烤時間按所有零件均達到要求溫度時開始計算7.2.5 ESD 保護ESD作業(yè)防護需遵守EIA625，使用真空吸筆作業(yè)時要求高濕度這點必須執(zhí)行。例如，在烘烤零件后的環(huán)境內(nèi)空氣十分干燥，此時要尤其注意ESD防護，保持高濕度的空氣。7.2.6 包

13、裝容器的再用在再用這些包裝容器前要對這些材料的規(guī)格做出合適的考量7.2.7 焊接風(fēng)險7.2.7.1 氧化風(fēng)險烘烤零件可能會導(dǎo)致零件氧化影響焊接從而造成各種各樣的PCBA焊接品質(zhì)問題，為考慮到焊接，零件烘烤的時間和溫度必須要控制。如廠家無特殊說明，一個零件只允許一個烘烤循環(huán)，如果非要進行第二次烘烤，這個時候要和供應(yīng)商談?wù)劇?.2.72包裝容器的除氣作用風(fēng)險必須要注意包裝容器的除氣作用是否能保證不影響焊接8.使用MBB一旦打開，floor life 就開始計算，如果在規(guī)定時間內(nèi)沒有使用，即必須依照第7章作業(yè)。8.1來料檢驗8.1.1包裝檢驗IQC檢驗需要檢查警告貼紙或條碼貼紙上的材料封包日期，包裝

14、袋是否有穿孔，或包裝袋有開包過，如果有開包過，以HIC作判定依據(jù)作業(yè)8.1.2 零件檢驗IQC開包檢驗零件后，如果在40/60%RH的條件內(nèi)暴露少于8小時，要么附上火星干燥劑重新包裝：要么在室溫干燥的環(huán)境下5倍時間，使其自然干燥后再包裝8.2 floor life下表為30/60%RH的條件內(nèi)的不同濕敏級別元件的floor life表。另，如果零件暴露在空氣時間大于1小時，按7.1作業(yè) 表4 濕敏等級工廠floor life30/60%RH1不做管控只要30 /85%RH21year2a4year3168hours472hours548hours5a24hours6使用前必須烘烤，并在標(biāo)簽規(guī)定

15、的時間內(nèi)過爐 8.3 安全儲存安全儲存是指合理控制零件烘烤濕度使得其floor life 為0。2到5a級別的安全儲存環(huán)境如下8.3.1 干燥包裝使用MBB干燥包裝的零件依6.3.4作業(yè)必須保證其預(yù)計正常儲存時間有12個月（從其包裝之日算起），其保值儲存期標(biāo)注于警告貼紙或條碼貼紙上。8.3.2 干燥空氣零件有可能儲存在干燥大氣的閣子內(nèi)，這些閣子要球能保持25±5 且10%RH的環(huán)境條件。8.4 回焊回焊包括批量回焊和單個零件貼裝，拔除和重工8.4.1 零件在MBB開包以后，必須徹底完成全部的高溫回焊制程，包括重工，預(yù)計floor life，重新打包，或依7.1.2.2條款存放在干燥的

16、閣子里。如果floor life或工廠環(huán)境超標(biāo)了，依8.5.2作業(yè)，8.4.2在回焊的過程中，零件本體的溫度不可高于其警告貼紙上標(biāo)注的溫度值?；睾高^程中的零件本體溫度將直接影響零件的可靠性。注意1:零件在IR中的溫度是不同于錫的，同時不同零件不同區(qū)域也大不相同，所以在測量的時候要注意分開測量注意2：在很多時候，零件本體被加熱到了220以上，而這個溫度又超過了規(guī)定溫度，那么濕氣，溫度，時間就可能要超出范圍，這個時候要請教一下供應(yīng)商。8.4.3 在回焊的溫度的標(biāo)準(zhǔn)要求是JESD22-A113 ?；睾高^程中的零件本體溫度是最重要的制程參數(shù)，回焊時間和溫度斜率也是非常重要的參數(shù)，都會影響零件的可靠性。

17、8.4.4 如果通過多個回焊制程，務(wù)必要注意濕敏元件的的floor life 是否會超時。注意：多回焊制程中，有使用需清洗助焊劑的，在爐后會有水洗的過程，此時會有較多的水份會殘留，這是必須考慮的潮氣源，將產(chǎn)生新的風(fēng)險。8.4.5 每個零件最多可過3個回焊制程，、如果非要過多于3個的制程，那么這個時候請聯(lián)系廠商討論。8.5 干燥指示8.5.1 干燥包裝內(nèi)的過高的濕度干燥包裝內(nèi)的濕度是由HIC來指示的。因為漏放干燥劑，MBB破裂，存儲過期等原因，HIC都會變色，此時我們通過HIC的指示作業(yè)減少因零件受潮而產(chǎn)生的制程不良。HIC一從MBB取出就要立刻讀數(shù)。更確切的說，要在23±58.5.1

18、.1 如果HIC 10%RH的色環(huán)仍然是藍色，表明零件仍然干燥，在包裝的時候換一包活性干燥劑。8.5.1.2 如果8%RH色環(huán)變粉紅，10%RH色環(huán)不是藍色，表明零件受潮了，必須按第7章條款烘烤 8.5.2 floor life 或周邊環(huán)境溫濕度超標(biāo)8.5.2.1 如果floor life 或周邊環(huán)境溫濕度超過了表4的標(biāo)準(zhǔn)，那么零件必須依照第7章條款回焊或安全儲存。8.5.2.2如果工廠的環(huán)境溫濕度超過表4的標(biāo)準(zhǔn)，零件的floor life必須降低。8.5.3 6級零件第6級零件必須要依標(biāo)簽上的規(guī)格來烘烤后在使用8.6重工板如果褪除包裝重工，建議采用局部加熱的方式，零件本體溫度不超過200，這

19、種方法可以使?jié)駳鈱α慵挠绊憸p少到最小。如若本體溫度超過了200 ，板子要采用退火重工，零件本體的溫度測量要在上部。如果這部分是要再用的，建議要先烘烤再安裝使用。在重置的時候不要超出floor life，使用局部加熱的方法。注意：鄰近的零件的溫度達到183，這樣回導(dǎo)致熔錫，產(chǎn)生連錫的風(fēng)險。9 工廠環(huán)境條件工廠段floor life是工廠環(huán)境條件的表現(xiàn)。零件安全保守的以表4標(biāo)準(zhǔn)可以存放到其最大的時間，但是環(huán)境總是難于控制的，一旦超過了30/60%RH的環(huán)境條件，零件受潮。一般是采取通過降低零件暴露在空氣中的時間來管控。通過材料的厚度可以估計出濕氣的傳播速度，從而評估出其floor life。下表理出了20-90%RH的濕度，20，25，30的條件下的floor life。 條件：1 活性傳播能= 0.35eV （目前所知最小的）2 在 60%RH下的傳播率= 0.121exp（-0.25eV/KT）mm²（此為30下的最小傳播率）3 在60 %RH下的傳播率=1.320exp（-0.35eV/KT）mm² （ 此為在30條件下的最大值）表5濕度條件零件本體厚度濕敏等級20%30%40%50%60%70