J-STD-020D[1].1中文版

1、聯(lián)合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IPC/JEDEC J-STD-020D.1 2008 年 3 月取代 IPC/JEDEC J-STD-020D 2007 年 8 月非密封型固態(tài)表面貼裝組件的 濕度/回流焊敏感性分類聲明 IPC與JEDEC標(biāo)準(zhǔn)及出版物的設(shè)計(jì)用意是消除制造商與買(mǎi)方之間的誤解, 促進(jìn)產(chǎn)品 的交換性與改善產(chǎn)品, 協(xié)助買(mǎi)方在最小延誤下選出并取得適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品, 滿足自己 的特定需求, 藉此達(dá)到服務(wù)大眾的目 的. 這類標(biāo)準(zhǔn)與出版物的存在不能以任何方 式妨礙IPC或JEDEC會(huì)員或非會(huì)員制造、出售不符合這類標(biāo)準(zhǔn)書(shū)與出版物的產(chǎn)品, 亦未妨礙他們自愿使用IPC或JEDEC會(huì)員以外的產(chǎn)品, 不管本標(biāo)準(zhǔn)是要在國(guó)內(nèi)或國(guó)

2、際使用. IPC或JEDEC提供的標(biāo)準(zhǔn)及出版物是推薦的,不考慮其采用是否涉及到有關(guān)文獻(xiàn)、材 料或工藝的專利. IPC或JEDEC既不會(huì)對(duì)任何專利的所有者承擔(dān)任何義務(wù); 也不會(huì)對(duì)任何采用這些推薦性標(biāo)準(zhǔn)或出版物的團(tuán)體承擔(dān)任何義務(wù). 使用者對(duì)一切專利侵權(quán)的指控承擔(dān)所有的辯護(hù)責(zé)任. 本聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)書(shū)由IPC 塑料芯片載座裂縫工作小組（B-10a）及JEDEC JC-14.1 封裝組件可靠性測(cè)試委員會(huì)所編制.關(guān)于技術(shù)信息, 請(qǐng)洽：JEDECSolid State TechnologyAssociation2500 Wilson BoulevardArlington, VA 22201-3834Phone (

3、703) 907-7560Fax (703) 907-7501IPC2215 Sanders RoadNorthbrook, IL60062-6135Phone (847) 509-9700Fax (847) 509-9798請(qǐng)使用本書(shū)后面的標(biāo)準(zhǔn)改善表. 所有權(quán)利概為國(guó)際與泛美版權(quán)諸公約所保留. 在無(wú)著作權(quán)人的事先書(shū)面同意下, 嚴(yán)禁拷貝、掃瞄或以其它方式復(fù)制與重制本書(shū), 違反者, 視同違反美國(guó)版權(quán)法, 以侵權(quán)論之.IPC/JEDEC J-STD-020D.1連接電子工業(yè)協(xié)會(huì) 非密封型固態(tài)表面貼裝組件的 濕度/回流焊敏感性分類JEDEC JC-14.1 封裝組件可靠性測(cè)試法委員會(huì)及 IPC B-

4、10a 塑料芯 片載座裂縫工作小組編制的聯(lián)合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)取代:IPC/JEDEC J-STD-020D -2007年8月IPC/JEDEC J-STD-020C-2004年7月IPC/JEDEC J-STD-020B -2002年7月IPC/JEDEC J-STD-020A -1999年4月J-STD-020 1996年10月JEDEC JESD22-A112IPC-SM-786A 1995年1月IPC-SM-786 1990年12月歡迎本標(biāo)準(zhǔn)的使用者參與新版標(biāo)準(zhǔn)的編制.請(qǐng)洽：JEDECSolid State TechnologyAssociation2500 Wilson BoulevardAr

5、lington, VA 22201-3834 IPC3000 Lakeside Drive, Suite 309SBannockburn, Illinois 60015-1249Phone 847 615.7100Fax 847 615.7105本頁(yè)蓄意空白2008 年 3 月 IPC/JEDEC J-STD-020D.1目錄1. 目的. 11.1 范圍. 11.2 背景. 11.3 術(shù)語(yǔ)和定義 12. 適用文件. 12.1 JEDEC. 22.2 IPC. 36. 標(biāo)準(zhǔn) . 86.1 不合格標(biāo)準(zhǔn). 86.2 進(jìn)一步評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn). 96.2.1 脫層. 96.3 不合格驗(yàn)證.107. 濕氣/回流

6、焊敏感分類.103. . 3 設(shè)備3.1 / . 3 溫 濕箱3.2 .3 焊錫回流焊設(shè)備3.2.1 . 3 全對(duì)流（優(yōu)先采用）3.2.2 . 3 紅外線3.3 . 3 烤爐3.4 . 3 顯微鏡3.4.1 .3 光學(xué)顯微鏡3.4.2 . 3 聲學(xué)顯微鏡3.5 . 3 橫截面切割3.6 . 4 電氣測(cè)試3.7 . 4 秤重工具（選擇性）3.8 4 珠形溫差電耦溫度測(cè)量 4. 分類/再分類.44.1 與無(wú)鉛重工的兼容性. 4 4.2 再分類. 5 8. 選擇性增重/失重分析.10 8.1 增重.108.2 吸附曲線.108.2.1 讀取點(diǎn).108.2.2 干燥重量.108.2.3 濕氣滲浸.10

7、8.2.4 讀數(shù).118.3 解吸附曲線.118.3.1 讀數(shù).118.3.2 烘烤.118.3.3 讀數(shù). .119. 增加項(xiàng)與例外.11附彔A 回流分類.12附彔 B 版本 C- 版本 D 的主要變更.135. 程序. 55.1 樣品要求. 55.1.1 再分類(無(wú)需額外可靠性測(cè)試的合格封 裝) . 55.1.2 分類/再分類和返修. 5 5.2 初始電氣測(cè)試.6 5.3 初始檢驗(yàn).6 5.4 烘烤 .6 5.5 濕氣滲濕.6 5.6 回流 .7 5.7 最后的外觀檢驗(yàn).7 5.8 最后的電氣測(cè)試.7 5.9 最后的光學(xué)顯微鏡檢.7圖圖 5-1 回流焊溫度分布圖. 8表格表格 4-1 錫鉛

8、共晶處理 - 分類溫度(TC).4 表格 4-2 無(wú)鉛處理 - 分類溫度(TC) .4表格 5-1 濕度敏感性等級(jí)6表格 5-2 回流分布圖7PC/JEDEC J-STD-020D.1 2008年3月本頁(yè)蓄意空白2008年3月IPC/JEDEC J-STD-020D.1非密封型固態(tài)表面貼裝組件的濕氣/回流焊敏感性分類1. 目的本標(biāo)準(zhǔn)的目的在于確定那些由濕氣所誘發(fā)應(yīng)力敏感的非密封固態(tài)表面貼裝元器件的分類, 以便對(duì)其進(jìn)行正確的封裝, 儲(chǔ)存和處理, 以防回流焊和維修時(shí)損傷元器件. 本標(biāo)準(zhǔn)可確定合格SMD封裝應(yīng)該用什么分類/預(yù)處理等級(jí). 用此測(cè)試方法通過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)不足以確保其長(zhǎng)期可靠性. 范圍 該分類程序

9、適用所有在封裝內(nèi)、且由于吸收了濕氣因而在回流過(guò)程中有可能遭受損傷的非密封型固態(tài)表面貼裝組件( SMDs）. 本文件內(nèi), SMD一詞是指塑料封裝表面貼裝組件及其它濕氣可滲入材料所作 成的封裝. 各個(gè)等級(jí)的用意是供SMD制造商告知使用者（板組裝作業(yè)）關(guān)于他們組件產(chǎn)品的濕氣敏感等級(jí), 以及通過(guò)板組裝作業(yè)確保適當(dāng)?shù)奶幚矸婪洞胧┍粦?yīng)用到濕氣/回流焊敏感組件. 如果未對(duì)已經(jīng)合格的SMD封 裝作任何重大的改變, 那么該方法要依照4.2被用在再分類上.本標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法就所有可能存在的組件、板組裝與產(chǎn)品設(shè)計(jì)組合提出說(shuō)明. 但是, 本標(biāo)準(zhǔn)為常用的工藝提供測(cè)試 法及標(biāo)準(zhǔn). 若有不常見(jiàn)或特殊的組件或工藝/技術(shù), 研發(fā)應(yīng)包括

10、客戶/制造商的參與, 而且此標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)包括議定 的允收產(chǎn)品定義. 若按照舊版J-STD-020、JESD22-A112（已作廢）、IPC-SM-786（已作廢）的程序或標(biāo)準(zhǔn)將SMD封裝歸類到特定濕氣敏感等級(jí), 那么不須依照現(xiàn)行版本對(duì)這些SMD封裝進(jìn)行再分類, 除非要求改變等級(jí)或更高的回流 焊峰值溫度. 附彔B總括了版本C-版本D的主要變更.注：如果本文件的程序被用在被封裝組件上, 且這些被封裝組件不在本規(guī)格的范圍內(nèi), 那么這類封裝的不良 標(biāo)準(zhǔn)一定要由這些組件的供貨商與他們的終端用戶議定. 背景 當(dāng)封裝暴露在回流焊的高溫時(shí), 非密封型封裝內(nèi)的蒸汽壓力會(huì)大幅增加. 在特定狀況下, 該壓力會(huì)造成封裝材料

11、發(fā)生內(nèi)部脫層從而脫離晶粒及(或)導(dǎo)線框/基座, 或是發(fā)生未擴(kuò)展到封裝外面的內(nèi)部裂縫、或是邦定損傷、金屬線窄化、邦定翹起、晶粒翹起、薄膜裂縫, 或邦定下方產(chǎn)生凹口. 以最嚴(yán)重的狀況來(lái)說(shuō), 這 個(gè)應(yīng)力會(huì)造成封裝發(fā)生外部裂縫. 一般稱為爆米花現(xiàn)象, 因?yàn)檫@個(gè)內(nèi)部應(yīng)力會(huì)造成封裝膨脹, 然后發(fā) 出一聲砰的破裂聲. SMD比通孔組件更容易發(fā)生這種現(xiàn)象, 因?yàn)樗鼈冊(cè)诨亓骱笗r(shí)暴露在更高的溫度中. 原 因在于焊接作業(yè)一定要發(fā)生在與SMD組件同一面的板面上. 對(duì)于通孔組件, 焊接作業(yè)發(fā)生在板的下面, 從而 將組件遮蔽隔離了熱錫料. 采用插入焊或pin浸錫 制程的通孔組件可能也會(huì)遇到發(fā)生在SMT組件的現(xiàn)象 - 由濕

12、氣誘發(fā)的不良.1.3 術(shù)語(yǔ)和定義加速當(dāng)量滲浸 - 與標(biāo)準(zhǔn)滲浸相比, 其滲浸溫度更高, 但時(shí)間更短, 以此提供幾乎相同的濕氣吸收量. 見(jiàn)滲浸. 聲學(xué)顯微鏡 - 一種可以通過(guò)超聲波制造影象來(lái)檢驗(yàn)樣本表面或樣本表面特征(包括缺陷和損傷)的設(shè)備. 請(qǐng)參I-STD-035了解更多信息.面積數(shù)組封裝 - 一種將端子按數(shù)組形式安排在封裝體底部且在封裝輪廓內(nèi)的一種封裝.分類溫度 - 依據(jù)J-STD-033, 組件制造商對(duì)組件的濕氣敏感等級(jí)給予保證(如警示牌和/或條形碼貼紙上所示)的最高 封裝體溫度.裂縫 - 材料內(nèi)的一種分離. 請(qǐng)見(jiàn)脫層.損傷反應(yīng) - 因暴露在回流焊導(dǎo)致的不可回復(fù)的變更.dead-bug -

13、端子向上的封裝.脫層 - 計(jì)劃邦定的兩種材料界面間的分離. 見(jiàn)裂縫.邦定下方區(qū)域 - 晶粒腳座上的線邦定區(qū)域, 尺寸與晶粒上的單個(gè)邦定盤(pán)相同.車間壽命 - 從將組件取出防濕袋到干燥儲(chǔ)存或烘干再到回流焊所允許的時(shí)間段.整體封裝體熱風(fēng)重工 - 直接用熱風(fēng)對(duì)著封裝體進(jìn)行加熱以將封裝體的焊接處熔化的一種工藝.live-bug - 端子向下的封裝.制造商暴露時(shí)間 - 組件烘烤后但在出貨給終端用戶前可以暴露在外界條件下的最長(zhǎng)累積時(shí)間.濕氣/回流敏感分類 - 對(duì)組件在回流焊時(shí)因吸收濕氣造成損傷的敏感性進(jìn)行的評(píng)定.濕氣敏感等級(jí)(MSL) - 一種等級(jí)級(jí)別, 表明組件在回流焊時(shí)因吸收濕氣造成損傷的敏感性.封裝厚

14、度 - 組件厚度, 不包括外接端子(焊錫球, 凸塊, 焊盤(pán),引腳) 和/或非封裝體本身的散熱片.封裝體峰值溫度(TP) - 單個(gè)封裝體在濕氣敏感等級(jí)分類時(shí)達(dá)到的最高溫度.再分類 - 將一個(gè)之前已分類的組件歸到一個(gè)新的濕氣敏感等級(jí)的過(guò)程.滲浸 - 將組件暴露在指定的溫度和濕度下, 并達(dá)到指定的時(shí)間. 見(jiàn)加速當(dāng)量滲浸 .線邦定表面 - 放置線邦定的區(qū)域.2. 適用文件2.1 JEDECJEP-140 半導(dǎo)體封裝的珠形溫差電耦測(cè)量JESD22-A120 集成電路內(nèi)有機(jī)材料的濕氣擴(kuò)散性與水溶性的量測(cè)法JESD22-A113 可靠性測(cè)試前塑料表面貼裝組件預(yù)處理程序JESD22-B101 外部目視檢驗(yàn)JE

15、SD22-B108 表面貼裝半導(dǎo)體組件的共面測(cè)試JESD22-B112 高溫封裝翹曲測(cè)量方法JESD 47 以應(yīng)力測(cè)試為導(dǎo)向的合格判定規(guī)格PC/JEDEC J-STD-020D.1 2008年3月JESD-625 靜電敏感組件的處理要求(ESD)2.2 IPC2IPC-TM-650 測(cè)試方法手冊(cè) 32.1.1 微切片 微切片微切片-半自動(dòng)或自動(dòng)化技術(shù)微切片設(shè)備2.3 聯(lián)合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 4J-STD-033 濕氣/回流焊敏感表面貼裝組件的處理、封裝、裝貨與使用標(biāo)準(zhǔn)J-STD-035 用于非密封型的封裝電子組件的聲學(xué)顯微鏡3 設(shè)備溫濕箱 能夠在85/85% RH、85/60% RH、60/60% RH

16、及30/60% RH下作業(yè)的濕氣箱. 在這個(gè) 濕氣箱的工作區(qū)域內(nèi), 溫度公差必須為2, 且相對(duì)濕度的公差須為3% RH.3.2 回流焊設(shè)備3.2.1 全對(duì)流（優(yōu)先采用）：能夠維持本標(biāo)準(zhǔn)所要求的回流焊溫度分布的全對(duì)流回流焊系統(tǒng).3.2.2 紅外線 能夠維持本標(biāo)準(zhǔn)所要求的回流焊溫度分布的紅外線(IR)/對(duì)流回流焊設(shè)備. 需要使用紅外線將空氣予以加熱, 而加熱空氣不能直接吹襲被測(cè)試的SMD封裝/組件.注：濕氣敏感等級(jí)測(cè)試結(jié)果是依封裝體溫度而定（而非貼裝于基座及（或）封裝端子的溫度）.3.3 烤爐：能夠在125+5/-0時(shí)操作的烤爐.3.4 顯微鏡 3.4.1 光學(xué)顯微鏡：光學(xué)顯微鏡（若是外部檢查,

17、則為40X；若是橫截面檢查, 則為100X,驗(yàn)證則需更高的倍數(shù)） .3.4.2 聲學(xué)顯微鏡：具有C-模式及穿透式能力、且至少能夠測(cè)量被評(píng)估區(qū)域百分之五脫層的掃描式聲學(xué)顯微鏡.注1：掃描式聲學(xué)顯微鏡用來(lái)探測(cè)裂縫與脫層. 但是, 脫層的存在并不一定表示有未被解決的可靠性問(wèn)題存 在. 對(duì)一個(gè)特定的晶粒/封裝系統(tǒng), 一定要確立脫層對(duì)可靠性的影響.注2 : 關(guān)于掃瞄式聲學(xué)顯微鏡的操作, 參閱IPC/JEDEC J-STD-035.3.5 橫截面切割：符合IPC-TM-650方法2.1.1、方法或其它適用文件所推薦的微切片設(shè)備.3.6 電氣測(cè)試 可以對(duì)組件進(jìn)行正確測(cè)試的電氣測(cè)試設(shè)備 3.7 稱重工具（選擇

18、性的） 能夠?qū)⒎庋b的重量稱到精確度為 1 microgram 的稱重工具. 該工具一定要保持在沒(méi)有通風(fēng)的環(huán)境內(nèi), 例如柜子. 該工具是用來(lái)取得被測(cè)試組件的吸附與解吸附數(shù)據(jù)的(參閱條款 8)3.8 珠形溫差電耦溫度測(cè)量 請(qǐng)參閱JEP140 -正確測(cè)量組件暴露在熱沖程時(shí)的溫度. JEP140指南可包括,但不限于可靠性測(cè)試的溫度分布測(cè)量&(與將組件組裝到印制線路板相關(guān)的)回流焊操作.4. 分類/再分類關(guān)于已合格/已被分類的SMD再分類準(zhǔn)則, 請(qǐng)參閱4.2.工程研究顯示體積薄小的SMD封裝在板上接受回流焊期間會(huì)到達(dá)較高的封裝體溫度, 該板的規(guī)格是針對(duì)較 大封裝而設(shè)計(jì)的. 因此, 技術(shù)及（或）商業(yè)上的問(wèn)

19、題, 正常而言, 要求體積薄小的SMD封裝(參閱表4-1及表 4-2)被歸類在較高回流焊溫度. 正確測(cè)量封裝體的實(shí)際峰值溫度, 請(qǐng)參閱JPE140-推薦使用熱電偶.注1：先前已經(jīng)被分類的SMD應(yīng)只能被制造商再分類. 使用者應(yīng)參考袋上的濕氣敏感性標(biāo)簽, 以判定該SMD封裝被分 類到哪個(gè)回焊溫度.注 2：等級(jí) 1 SMD 封裝的回流焊溫度應(yīng)被視為 220, 除非標(biāo)簽指示注3：如果供貨商與用戶同意的話, 組件可以被歸類為表4-1與表4-2以外的溫度.表4-1 錫鉛共晶處理溫度分類 封裝厚度 體積 mm3 350 體積 mm3 350 2.5 mm 235 2202.5 mm 220 220表4-2

20、無(wú)鉛制程溫度分類 封裝厚度 體積 mm3 2000 2.5 mm 250 245 245注1 : 根據(jù)設(shè)備制造商, 而不是根據(jù)板組裝者/用戶判定, 封裝體的最大峰值溫度Tp 可以超過(guò)表4-1或4-2 的規(guī)定. 使用更高的Tp不會(huì) 改變溫度Tc的分類.注2 : 封裝體積不包含外接端子(如焊錫球, 焊錫塊, 焊盤(pán), 引腳) 及/或非自身組成部分的散熱片. 注3 : 回流焊期間, 組件能達(dá)到的最高溫度取決于封裝厚度和體積. 使用對(duì)流回流焊可以減少封裝之間的熱傾斜度. 但是由于SMD封裝的熱量聚積差異, 熱傾斜度(梯度)仍然可能存在. 注4 : 用于無(wú)鉛制程的濕氣敏感性等級(jí)將通過(guò)表4.2或表5-2(無(wú)

21、論是不是無(wú)鉛)的無(wú)鉛溫度分級(jí)和分布來(lái)評(píng)估.注5 : 若按照舊版J-STD-020、JESD22-A112（已作廢）、IPC-SM-786（已作廢）的程序或標(biāo)準(zhǔn)將SMD封裝歸類到指 定濕氣敏感等級(jí), 那么不須依照現(xiàn)行版本對(duì)這些SMD封裝進(jìn)行再分類, 除非要求改變等級(jí)或更高的峰值溫度.4.1 與無(wú)鉛組件重工的兼容性 無(wú)鉛區(qū)域的數(shù)組組件（按表 4.2 分類）應(yīng)能夠在移離干燥儲(chǔ)存或烘烤后的 八個(gè)小時(shí)內(nèi)在 260的溫度下根據(jù) J-STD-033進(jìn)行重工. 未達(dá)到此重工要求的組件或供貨商不支持 260重 工的組件將由組件制造商來(lái)規(guī)定. 為了確認(rèn)那些被歸類到 260以下溫度的組件是否有這個(gè)能力, 應(yīng)使用 八

22、個(gè)小時(shí)的標(biāo)簽時(shí)間（Time on Label, TOL）, 將 5.1.2 所載尺寸的樣本按等級(jí) 6 的條件予以滲浸（參閱表5-1）, 然后在 260以上的溫度進(jìn)行一次單循環(huán)回流焊. 這個(gè)樣本內(nèi)的所有組件應(yīng)通過(guò)電氣測(cè)試, 且按 6.1 與 6.2, 損傷反應(yīng)不大于在該封裝額定 MSL 等級(jí)所觀察到的損傷反應(yīng). 未被歸類為 260的組件或不要求熱風(fēng)重工的周邊帶引腳類型的引線框封裝則不要求重工兼容性確認(rèn). 4.2 再分類：先前已被分類到某個(gè)濕氣敏感等級(jí)及溫度分類的 SMD 封裝, 如果 6.1 及 6.2 所列項(xiàng)目在較為嚴(yán)重狀況下的損傷反應(yīng)（脫層/裂縫）低于、或等于原始分類條件的損傷反應(yīng). 可以被

23、再分類.如果先前已被分類的合格SMD封裝沒(méi)有 重大的改變, 那么此方法可被用于再分類, 但在相同的回流焊溫度、但改良的等級(jí)下(更長(zhǎng)的車間壽命). 在沒(méi)有另外進(jìn)行可靠性測(cè)試的情況下, 再分類不可將SMD封裝提升 兩個(gè)以上的等級(jí). 若要再分類到等級(jí)1, 則需要另外進(jìn)行可靠性測(cè)試. 如果先前已被分類的合格SMD封裝沒(méi)有重大改變, 那么回流焊溫度更高時(shí)此方法可被使用在再分類上,前提是濕氣等級(jí)保持不變, 或降至更為敏感的等級(jí).已根據(jù)舊版J-STD-020、JESD22-A112（作廢）、IPC-SM-786（已作廢）歸類為濕氣敏感的SMD封裝, 在無(wú) 額外的可靠性應(yīng)力測(cè)試下, 例如JESD22-A113

24、及JESD47或半導(dǎo)體制造商的內(nèi)部程序, 不得通過(guò)再分類而被 歸類為非濕氣敏感(等級(jí)1).為了盡量減少測(cè)試, 從一個(gè)特定SMD封裝所得來(lái)的結(jié)果普遍可以用于同樣封裝的其它所有組件, 使用相同 封裝材料（晶粒黏著、模塑料及（或）晶粒涂覆等）, 且晶粒使用相同的芯片制造科技, 而且晶粒盤(pán)的尺寸 不大于那些合格晶粒盤(pán)的尺寸.下列屬性可影響一個(gè)組件的濕氣敏感性, 且可能需要再分類： 晶粒黏著材料/過(guò)程. pin數(shù)量. 封裝(模塑料或邦定)材料/過(guò)程. 晶粒盤(pán)區(qū)域及外形. 組件體的尺寸. 鈍化/晶粒涂層. 引線框、基座及(或)散熱器的設(shè)計(jì)/材料/表面處理. 晶粒的尺寸/厚度. 芯片制造工藝/過(guò)程. 內(nèi)部連

25、接. 引線固定膠合的尺寸/位置以及材料. .5. 程序推薦程序是: 對(duì)認(rèn)為可通過(guò)最低濕氣敏感等級(jí)的評(píng)估封裝開(kāi)始進(jìn)行測(cè)試(基于對(duì)其它類似的評(píng)估封裝的了解).若有設(shè)備故障、操作人員錯(cuò)誤或功率損耗等情形, 應(yīng)使用工程判斷, 確保達(dá)到本規(guī)格的最低目標(biāo) / 要求.5.1 樣品要求5.1.1 再分類（無(wú)需額外可靠性測(cè)試的合格封裝） 若在沒(méi)有額外可靠性測(cè)試下, 對(duì)一個(gè)已合格的SMD 封裝予以再分類, 則應(yīng)對(duì)每個(gè)濕氣敏感等級(jí), 分別選出一個(gè)至少有22個(gè)部件的樣品來(lái)進(jìn)行測(cè)試. 樣品必須 要包含兩個(gè)不連續(xù)的組裝批次, 且每個(gè)批次具有幾乎相同的代表性. 樣品的部件在裝貨之前應(yīng)已完成所有 必要的制程. 樣本群可以在一

26、個(gè)或多個(gè)濕氣敏感等級(jí)上同時(shí)進(jìn)行測(cè)試.5.1.2 分類/再分類與重作 對(duì)于每個(gè)濕氣敏感等級(jí), 應(yīng)選擇一個(gè)至少有11個(gè)部件的樣品來(lái)進(jìn)行測(cè)試. 樣品必須要包含兩個(gè)不連續(xù)的組裝批次, 且每個(gè)批次具有幾乎相同的代表性. 樣品部件在出貨前應(yīng)已完成 所有必要的制程. 樣品群可以在一個(gè)或多個(gè)濕氣敏感等級(jí)上同時(shí)進(jìn)行測(cè)試. 測(cè)試一定要持續(xù), 直到發(fā)現(xiàn)通 過(guò)等級(jí).除非供貨商同意, 否則使用者不應(yīng)對(duì)SMD封裝進(jìn)行再分類.5.2 初始電氣測(cè)試 測(cè)試適宜的電氣參數(shù)(如數(shù)據(jù)表數(shù)值、內(nèi)部規(guī)格等). 如有組件與被測(cè)參數(shù)不符, 則一 律更換這些組件, 但仍須維持5.1.2的樣品要求. 5.3 初始檢查：對(duì)所有的組件進(jìn)行外部目視檢

27、查(40X)及聲學(xué)顯微鏡檢查, 以對(duì)6.2.1的裂縫/脫層標(biāo)準(zhǔn)建立一條基準(zhǔn)線.注：該標(biāo)準(zhǔn)并不考慮、也不建立初始/計(jì)時(shí)起點(diǎn)檢驗(yàn)的脫層接收或拒收基準(zhǔn).5.4 烘烤：在 125+5/-0的溫度下烘烤樣品至少 24 小時(shí). 此步驟的用意是去除封裝內(nèi)的濕氣, 讓封裝 干燥.注：在85/85% RH的潮濕狀況下開(kāi)始測(cè)試時(shí), 如果被測(cè)組件的解吸附數(shù)據(jù)顯示需要一種不同的條件以取 得一個(gè)干燥封裝的話, 那么這個(gè)時(shí)間 / 溫度可以修改. 5.5 濕氣滲浸 將組件放置在一個(gè)清潔、干燥的淺容器內(nèi), 且讓封裝體彼此不會(huì)碰觸或重迭. 讓每個(gè)樣本接受表5-1內(nèi)的適當(dāng)滲浸要求. 在任何時(shí)候, 皆應(yīng)依照J(rèn)ESD625, 使用適

28、當(dāng)?shù)腅SD程序處理組件.表 5-1 濕氣敏感等級(jí)滲浸要求加速當(dāng)量 1 標(biāo)準(zhǔn)eV eV 等級(jí) 車間壽命 0.40-0.48 0.30-039 時(shí)間 條件 時(shí)間(小時(shí)) 條件 時(shí)間(小時(shí)) 時(shí)間(小時(shí)) 條件 30/85% 168 85/85% NA1 不限 RH NA NARH +5/-030/60% 168 85/60%2 1 年 RH NA NA NARH +5/-060/60% 30/60% 6962 30/60% 120 1682a 4 周RH +5/-0 RH +1/-0 +1/-0 RH60/60% 30/60% 1922 30/60% 40 523 168 小時(shí)RH +5/-0 R

29、H +1/-0 +1/-0 RH60/60% 30/60% 962 30/60% 20 244 72 小時(shí)RH +2/-0 RH +0.5/-0 +0.5/-0 RH60/60% 30/60% 722 30/60% 15 205 48 小時(shí)RH +2/-0 RH +0.5/-0 +0.5/-0 RH60/60% 30/60% 482 30/60% 10 135a 24 小時(shí)RH +2/-0 RH +0.5/-0 +0.5/-0 RH標(biāo)簽時(shí)間 30/60% 30/60%6 RH TOL RH NA NA NA（TOL）注1: 注意 - 要使用加速當(dāng)量滲浸條件, 應(yīng)建立標(biāo)準(zhǔn)滲浸條件及損傷反應(yīng)相關(guān)性

30、 (包括電氣上的、滲浸后的與回 流焊上的). 如果已知擴(kuò)散激活能量是0.4-0.48eV或0.30 - 0.39 eV,可以使用加速當(dāng)量滲浸要求. 加速滲浸時(shí)間有可 能因?yàn)椴牧咸匦远兓?例如模塑料、密封材料等). JEDEC的JESD22-A120對(duì)如何決定擴(kuò)散系數(shù)提供了一種方法. 注2: 標(biāo)準(zhǔn)滲浸時(shí)間包括半導(dǎo)體制造商的暴露時(shí)間(烘烤到裝袋之間的時(shí)間) 24小時(shí), 包括在經(jīng)銷商工廠允許離袋的最 長(zhǎng)時(shí)間. 如果實(shí)際的MET短于24小時(shí), 滲浸時(shí)間可以縮短. 若滲浸條件為30/60%RH, 實(shí)際MET每短1小時(shí), 滲浸時(shí)間就 縮短1小時(shí);若滲浸條件為60/60%RH, 實(shí)際MET每短5小時(shí), 滲

31、浸時(shí)間就縮短1小時(shí). 如果實(shí)際的MET長(zhǎng)于24小時(shí), 滲浸時(shí)間必須延長(zhǎng). 若滲浸條件為30/60%RH, 實(shí)際MET每長(zhǎng)1小時(shí), 滲浸時(shí)間就 延長(zhǎng)1小時(shí);若滲浸條件為60/60%RH, 實(shí)際MET每長(zhǎng)5小時(shí), 滲浸時(shí)間就延長(zhǎng)1小時(shí).注3: 供貨商可以延長(zhǎng)滲浸時(shí)間, 但是責(zé)任自負(fù).5.6 回流焊：取出溫/濕箱后, 在不短于15分鐘、不長(zhǎng)于4個(gè)小時(shí)下, 讓樣本接受表5-2及圖5-1所載適當(dāng)回流 焊三個(gè)周期. 如果取出溫濕箱和初始回流焊之間的時(shí)間沒(méi)有達(dá)到要求, 那么務(wù)必依照5.4與5.5再烘烤及再 滲浸該組件. 回流焊之間的間隔時(shí)間應(yīng)最短5分鐘, 最長(zhǎng)60分鐘.注1: 所有的溫度參照封裝中心, 在板

32、組裝回流(如live-bug 方向)過(guò)程中測(cè)量封裝體表面的溫度.如果組件不是正常 的live-bug 組裝回流方向(如dead-bug), TP 應(yīng)該在live-bug TP 的+2以內(nèi), 仍然達(dá)到TC 要求, 否則溫度分布應(yīng)該調(diào)整以達(dá)到后者的要求. 要正確測(cè)量封裝體峰值溫度, 請(qǐng)參JEP140推薦使用的熱電偶.注2: 烘烤組件或進(jìn)行 溫度分布時(shí), 烤爐應(yīng)負(fù)載同樣的配置或驗(yàn)證的熱負(fù)載當(dāng)量.表 5-2 回流焊溫度分布溫度分布特點(diǎn) 錫鉛共晶焊料 無(wú)鉛焊料預(yù)熱/滲浸最低溫度（Tsmin） 100 150 最高溫度（Tsmax） 150 200 時(shí)間 ts（tsmin 到 tsmax） 60-120

33、秒 60-180 秒 斜升速率 （Tsmax 到 Tp） 最大值 3/秒 最大值 3/秒液相溫度 183 217溫度維持在 TL 以上的的時(shí)間 60-150 秒 60-150 秒對(duì)用戶來(lái)說(shuō), TP 務(wù)必不要超過(guò)表 4-1 的 對(duì)用戶來(lái)說(shuō), TP 務(wù)必不要超過(guò)表 4-2 的封裝體峰值溫度(TP)溫度分類. 溫度分類.對(duì)供貨商來(lái)說(shuō), TP 必須要等于或超 對(duì)供貨商來(lái)說(shuō), TP 必須要等于或超過(guò)表 4-1 的溫度分類. 過(guò)表 4-2 的溫度分類.指定 5內(nèi)溫度(Tc)的時(shí)間(tp)*, 見(jiàn)圖 5-1. 20*秒 30*秒斜降速率(TP 到TL) 最大值 6/秒 最大值 6/秒25到峰值溫度的時(shí)間 最

34、大值 6 分鐘 最大值 8 分鐘* 峰值溫度分布(Tp)的公差規(guī)定為供貨商最高, 用戶最低.注1: 所有的溫度參照封裝中心, 在板組裝回流(如live-bug 方向)過(guò)程中測(cè)量封裝體表面的溫度.如果組件不是正常的live-bug 組裝回流方向(如dead-bug), TP 應(yīng)該在live-bug TP 的+2以內(nèi), 仍然達(dá)到TC 要求, 否則溫度分布應(yīng)該調(diào) 整以達(dá)到后者的要求. 要正確測(cè)量封裝體峰值溫度, 請(qǐng)參JEP140推薦使用的熱電偶. 注2: 此文件里的溫度分布是分類/預(yù)處理的溫度分布, 不是指定的板組裝溫度分布. 實(shí)際的溫度分布應(yīng)基于具體的 工藝需要合板設(shè)計(jì)來(lái)繪制, 不應(yīng)超過(guò)表5-2的

35、參數(shù).如, 如果TC為260, tp 為30秒, 就要依據(jù)如下:對(duì)于供貨商: 峰值溫度必須至少為260. 250以上的時(shí)間必須至少為30秒.對(duì)于用戶: 峰值溫度必須不能超過(guò)260. 250以上的時(shí)間必須不能超過(guò)30秒.注3: 在測(cè)試負(fù)載里, 所有組件必須符合分類溫度分布的要求.注4: 如果SMD封裝已按照舊版本J-STD-020,JESD22-A112(已作廢), IPC-SM-786(已作廢)的程序或標(biāo)準(zhǔn)劃分到指定的 濕氣敏感等級(jí), 那么, 無(wú)需按照目前的版本進(jìn)行再分類, 除非要求分類等級(jí)改變或峰值溫度更高.5.7 最后的外部目視檢查：使用光學(xué)顯微鏡（40X）檢查組件有無(wú)外部裂縫.5.8 最

36、后的電氣測(cè)試 對(duì)所有的組件進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾姎鉁y(cè)試, 例如數(shù)據(jù)表數(shù)值、內(nèi)部規(guī)格等.5.9 最后的聲學(xué)顯微鏡檢查 對(duì)所有的組件進(jìn)行聲學(xué)顯微鏡分析.6. 基準(zhǔn)6.1 不良標(biāo)準(zhǔn) 如果在試樣中, 有一個(gè)或多個(gè)組件不良, 該封裝應(yīng)視為沒(méi)有通過(guò)該檢測(cè)等級(jí).一個(gè)組件如果出現(xiàn)下面任何一項(xiàng), 則視該組件不良：a. 使用40X光學(xué)顯微鏡目視檢查后, 可見(jiàn)外部裂縫b. 電氣測(cè)試失敗c. 邦定線或焊接邦定的交接處, 有內(nèi)部裂縫d. 內(nèi)部裂縫由一個(gè)引腳（lead finger）延伸到其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)（引腳、芯片、晶粒黏著腳座）.e. 內(nèi)部裂縫由內(nèi)部結(jié)構(gòu)延伸到該封裝外部且超過(guò)2/3的距離.f.肉眼看不到翹曲、膨脹或凸塊導(dǎo)致封裝體的

37、平坦度發(fā)生改變. 根據(jù)JESD22-B108, 在室溫下測(cè)量如果組件 仍然符合共面性及均衡尺寸, 則這些組件應(yīng)視為通過(guò).注1 : 如果聲學(xué)顯微鏡顯示有內(nèi)部裂縫, 則判定為不良, 或在確定位置用拋光的橫截面驗(yàn)證是良品.注 2: 對(duì)于已知易發(fā)生縱裂縫的封裝, 建議用拋光橫截面確認(rèn)在模塑料或密封材料內(nèi)不存在縱裂縫.注3: 對(duì)于未通過(guò)測(cè)試的SMD封裝, 一定要使用一組新樣品且在較高的濕氣敏感等級(jí)下進(jìn)行評(píng)估.注 4: 如果組件通過(guò) 6.1 的要求, 且聲學(xué)顯微鏡或其它方法并未發(fā)現(xiàn)脫層或裂縫,那么該組件被視為通過(guò)了濕氣敏感等 級(jí)測(cè)試. 6.2 進(jìn)一步評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)要求：脫層不一定引發(fā)不合格. 要評(píng)估脫層對(duì)組件

38、可靠性的影響時(shí), 半導(dǎo)體制造商可以遵循6.2.1的脫層要求, 或是使用JESD22-A113與JESD47, 或該半導(dǎo)體制造商的內(nèi)部程序?qū)ζ溥M(jìn)行可靠 性評(píng)估 . 可靠性評(píng)估包含應(yīng)力測(cè)試、一般數(shù)據(jù)記彔分析等. 附彔A顯示執(zhí)行這些標(biāo)準(zhǔn)的邏輯流程圖.如果SMD封裝通過(guò)電氣測(cè)試, 且晶粒腳座的背面、散熱片、晶粒的背面（引線在晶粒上而已）有脫層, 但沒(méi) 有裂縫或其它脫層, 且仍然符合指定的尺寸標(biāo)準(zhǔn), 則這類SMD封裝被視為通過(guò)該濕氣敏感等級(jí).注 : 基座式封裝(球柵數(shù)組,觸點(diǎn)數(shù)組等) 在板組裝的過(guò)程中由濕氣引起的封裝體翹曲可以導(dǎo)致焊錫橋, 在板組裝附著操作過(guò)程中導(dǎo)致連接斷開(kāi). 據(jù)了解, 侵入的濕氣可以增

39、加或減少封裝體翹曲, 那取決于組件 的具體設(shè)計(jì). 封裝體翹曲可以由濕氣含量來(lái)決定, 可以受升溫時(shí)用來(lái)測(cè)量總體翹曲影響的的斜升/斜降速率 的影響. 據(jù)JESD22-B112測(cè)量的封裝體翹曲應(yīng)該在封裝開(kāi)發(fā)的過(guò)程中識(shí)別出來(lái). 可以通過(guò)板組裝驗(yàn)證翹曲 的組件的附著能力.6.2.1 脫層 如下脫層改變是在濕氣滲浸前到回流后這段時(shí)間內(nèi)測(cè)量的. 脫層改變是回流之前到回流之后 這段時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的改變. 脫層改變與受評(píng)總面積相比計(jì)算出脫層(改變)百分比. 金屬引線框封裝：a. 晶粒的主要活性面沒(méi)有脫層. b. 任何線邦定表面上(包括邦定下面的區(qū)域)或芯片組件的引線框上, 沒(méi)有脫層.c. 聚合膜橋接金屬特性(被設(shè)

40、計(jì)成孤立型), 沒(méi)有大于10%的脫層改變（使用穿透視聲學(xué)顯微鏡予以確認(rèn)）. d. 在要求電氣接觸到晶粒背面的熱增加封裝或組件上, 晶粒附著區(qū)域沒(méi)有大于10%的脫層/裂縫. e. 在整體長(zhǎng)度上, 沒(méi)有發(fā)生表面損傷特征的脫層. 表面損傷特征包括在引腳(lead finger)、連接桿(tie bar)、 散熱器調(diào)整結(jié)構(gòu)、熱焊料等. 基座式封裝（例如BGA、LGA等）： a. 晶粒的活性面沒(méi)有脫層.b. 在層壓板(laminate)的任何線邦定表面上, 沒(méi)有脫層.c. 在空洞和overmold 封裝中, 沿著在聚合物灌膠處或模塑料/層壓板界面上, 沒(méi)有大于10%的脫層改變. d. 沿著阻焊/層壓板樹(shù)

41、脂接口, 沒(méi)有大于10%的脫層改變.e. 分層內(nèi)沒(méi)有大于10%的脫層改變.f. 在整個(gè)晶粒黏合區(qū)域內(nèi), 沒(méi)有大于10%的脫層/裂縫改變.g. 在底層填充樹(shù)脂與芯片之間, 或在底層填充樹(shù)脂與基座/阻焊之間, 沒(méi)有脫層/裂縫. h. 在整體長(zhǎng)度上, 沒(méi)有發(fā)生表面損壞特征的脫層. 表面損壞特征包括在引線腳、基座、層壓板、鍍金 層壓 板、PTH、熱焊料等.注1: 在基座式封裝上, C-模式聲學(xué)影像并不容易解讀. 建議穿透式聲學(xué)造影, 因?yàn)楸容^容易解讀, 也比較 可靠. 如果有必要確認(rèn)結(jié)果或判定封裝內(nèi)的裂縫/脫層發(fā)生在哪個(gè)等級(jí), 應(yīng)使用橫截面分析. 注2: 基座式封裝(BGA, LGA等)在板組裝過(guò)程中

42、由濕氣引發(fā)的翹曲可以導(dǎo)致焊錫橋, 在板組裝附著操作過(guò)程中導(dǎo)致連接斷開(kāi). 據(jù)了解, 侵入的濕氣可以增加或減少封裝體翹曲, 那取決于組件的具體設(shè)計(jì). 封裝體翹曲 可以由濕氣含量來(lái)決定, 可以受升溫時(shí)用來(lái)測(cè)量總體翹曲影響的的斜升/斜降速率的影響. 據(jù)JESD22-B112 測(cè)量的封裝體翹曲應(yīng)該在封裝開(kāi)發(fā)的過(guò)程中識(shí)別出來(lái). 可以通過(guò)板組裝驗(yàn)證翹曲的組件的附著能力.6.3 不良確認(rèn)：所有的不良皆應(yīng)被分析, 以確認(rèn)不良機(jī)制與濕氣敏感有關(guān). 如果在所選擇的等級(jí)沒(méi)有濕氣敏感誘發(fā)的回流不良, 則該組件符合被測(cè)試的濕氣敏感等級(jí).如果聲學(xué)顯微鏡掃瞄顯示SMD封裝不符合6.2.1所列的任何一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)而被判定為不良, 那

43、么應(yīng)使用JESD22-A113與JESD47, 或是半導(dǎo)體制造商的內(nèi)部程序,按照更高的濕氣敏感等級(jí)對(duì)該SMD封裝進(jìn)行測(cè)試或 進(jìn)行可靠性評(píng)估.7. 濕氣/回流敏感等級(jí)如果一個(gè)組件通過(guò)等級(jí)1, 則該組件將被歸類為對(duì)濕氣不敏感, 且無(wú)需防濕包裝.如果一個(gè)組件沒(méi)有通過(guò)等級(jí)1, 但通過(guò)一個(gè)更高的濕氣敏感等級(jí), 則該組件將被歸類為濕氣敏感組件,且一定要依照J(rèn)-STD-033采用防濕包裝. 如果一個(gè)組件只通過(guò)等級(jí)6, 則該組件將被歸類為對(duì)濕氣極度敏感, 而且任何的防濕包裝都無(wú)法提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù). 如果該產(chǎn)品出貨, 一定要告知客戶該產(chǎn)品的等級(jí). 此外供貨商還須隨組件附一張警示標(biāo)簽, 載明 該組件在回流前要么插件

44、貼裝, 要么在標(biāo)簽所示時(shí)間內(nèi)被烘烤至干燥. 應(yīng)依據(jù)被測(cè)試組件的解吸附研究(參 閱8.3)確定最短烘烤時(shí)間和最低溫度.8. 選擇性增重/失重分析 8.1 增重 在確定預(yù)估車間壽命(從組件離開(kāi)防濕包裝到該組件吸收足以對(duì)回流焊造成風(fēng)險(xiǎn)的濕氣的這段期間)時(shí), 增重分析(吸附)是非常有用的. 在確定需要烘烤多久才能去除組件內(nèi)過(guò)多的濕氣以使該組件在回 流焊中沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)時(shí),失重分析(解吸附)是非常有用的. 在計(jì)算增重/失重時(shí), 應(yīng)使用整個(gè)樣本的平均值. 建議此樣本采用十個(gè)組件. 根據(jù)重量, 確定組件是單獨(dú)稱重還是一起稱重.最終的增重=（潮濕重量-干燥重量）/干燥重量最終的失重 =（潮濕重量-干燥重量）/潮濕重

45、量中間時(shí)期的增重=（目前的重量-干燥重量）/干燥重量 中間時(shí)期的失重=（潮濕重量-目前重量）/潮濕重量潮濕是相對(duì)的,是指封裝暴露在特定溫度與濕度條件下的濕氣之中.干燥是特定的, 是指在125時(shí)封裝內(nèi)沒(méi)有多余的濕氣可以去除.8.2 吸附曲線 8.2.1 讀取點(diǎn) 繪制吸收曲線時(shí)應(yīng)選擇X軸(時(shí)間)讀取點(diǎn), . 對(duì)于初期的讀數(shù), 點(diǎn)應(yīng)該比較短(24小時(shí)或更短),因?yàn)榍€將會(huì)出現(xiàn)較陡的起始斜度. 稍后讀數(shù)有可能隨著曲線漸近而進(jìn)一步展開(kāi)(10天或更久). Y軸(增重) 應(yīng)從0開(kāi)始, 然后增加到飽和增重. 當(dāng)儲(chǔ)存在85/85% RH的環(huán)境下時(shí), 多數(shù)組件在0.3%與0.4%之間會(huì) 達(dá)到飽和. 使用8.1的公

46、式. 組件在離開(kāi)烤爐或烤房后, 到秤重&之后被送回烤爐或烤房的這段期間內(nèi), 應(yīng)維 持在室溫.8.2.2 干燥重量 首先應(yīng)先確定樣本的干燥重量. 在125+5/-0下, 烘烤樣本至少48小時(shí), 確保該組件完全 干燥. 取出烤爐后, 在一個(gè)小時(shí)內(nèi)用3.7的選擇性設(shè)備稱重, 根據(jù)8.1確定平均干燥重量. 對(duì)于小的SMD(總高 度低于1.5mm), 應(yīng)在取出烤爐后的三十分鐘內(nèi)測(cè)量組件的重量.8.2.3 濕氣滲浸：稱重后, 在一個(gè)小時(shí)內(nèi), 將組件放入一個(gè)清潔、干燥的淺容器, 并使封裝件彼此不碰觸. 將 組件放在所要求的溫度/濕度條件下, 直到達(dá)到要求的時(shí)間.8.2.4 數(shù)據(jù)的讀取 組件取出溫/濕箱后, 先讓組件冷卻至少 15 分鐘. 取出溫/濕箱后, 在一個(gè)小時(shí)內(nèi)稱重. 對(duì)于小的 SMD（總高度低于 1.5 mm）, 應(yīng)在取出溫/濕箱后的三十分鐘內(nèi)稱重. 稱重后,按照 8.2.3 的程序, 將組件放回溫/濕箱內(nèi). 從取出組件到放回組件, 時(shí)間應(yīng)不可超過(guò) 2 小時(shí).繼續(xù)輪流操作 8.2.3 與 8.2.4 的程序, 直到組件的濕氣吸收量不再增加而顯示該組件已達(dá)飽和, 或直到該組件的滲浸時(shí)間達(dá)到可允許上限.8.3 解吸附曲線