IPC033C-MSD干燥處理標準

1、如何干燥MSD濕敏器件（解讀最新版IPC/JEDECJ-STD-033C標準中對MSD烘烤條件規(guī)定）一、前言：眾所周知，受潮的濕敏器件（以下簡稱“MSD）在過回流焊高溫作用下會發(fā)生壓力損傷甚至爆米花現(xiàn)象；相比較直接可以發(fā)現(xiàn)的爆米花現(xiàn)象，壓力微損傷的破壞力更大，這種隱形的損傷可以在成品一段時間后才會顯現(xiàn)，它導致成品的可靠性或者壽命大幅降低，對于一個企業(yè)而言，聲譽也會受到影響。所以通常做法都會將受潮的MSD干燥后再過回流焊，以避免發(fā)生品質(zhì)或者可靠性受損問題。事實上，不正確的MSD干燥方式會帶來更多麻煩，了解這些細節(jié)的人并不多。不正確的MSD干燥方式會導致干燥程度無法達至安全范圍，從而無法避免受潮帶

2、來的損傷，甚至還會加速產(chǎn)品表面氧化，大幅降低可焊性，產(chǎn)生更多問題。所以認識并且重視IPC/JEDECJ-STD-033C標準中對MSD的干燥或者重置其車間壽命是非常重要。二MSD的干燥方式：參照IPC/JEDECJ-STD-033C標準中對MSD濕敏器件的干燥方式主要有四種：150C高溫烤干125C高溫烤干4090C；5%RH中溫超低濕烘干常溫超低濕干燥對于150C的烤干方式而言，雖然耗時最短，但現(xiàn)在一般很少有用戶會選用，因為這種干燥方式對器件的損傷是最大的，且氧化速度也是最快的。一般150C是在半導體工廠包裝前可能選用的烘烤條件，對于SMT企業(yè)并不推薦。對于125C烤干的時間較短，一般可用于

3、耐高溫，同時又不容易發(fā)生氧化的MSD的干燥。按照不同的濕敏等級、芯片厚度及暴露情況，標準IPC/JEDECJ-STD-033C的第四部分做了詳細的分類，（如下表一并列出了IPC/JEDECJ-STD-033C規(guī)定的常用的烘烤時間表。）125C烤干（車間壽命重置）0C考慮到125C烤干過程會降低器件可焊性，同時由于100C以上時器件內(nèi)部吸收的水分會快速蒸發(fā)，對器件依舊存在潛在傷害，并不建議頻繁采用。厚度1.4m厚度1.4厚度1.4m厚度1.4條超過車間壽命超過車間壽命超過車間壽命件2小時72小時72小時25小時3小時18小時2a時5小時21小時39小時時27小時411小時時34小時512小時時4

4、0小時5a16小時10小時48小時90C-125C的干燥過程會在氧化并降低可焊性表;2.0mm厚度2.0m;4.5mm超過車間壽命超過車間壽命超過車間壽命72小時2時72小時15小時48小時48小時16小時48小時48小時17小時48小時48小時20小時48小時48小時25小時48小時48小時40小時48小時48小時，此烘干最長時間不能超過96小時。3.對于4090C;5%RH中溫超低濕烘干的過程雖然要長于125C烘烤方式，但其安全性是最高的，這一點在IPC/JEDECJ-STD-033C中就有明確指出，這種干燥條件對器件幾乎沒有損傷，且氧化情況也可以被忽略。同樣所有不耐高溫的MSD（如卷帶料

5、、管狀料等）也需要在這樣的條件下進行烘干,因此目前越來越多的SMT企業(yè)選擇用中溫超低濕方式來烘干MSD。（如下表二列出了IPC/JEDECJ-STD-033C規(guī)定的常用的烘烤溫濕度和時間表。）90C;5%RH烘干（車間壽命重置）溫度精度0+C5厚度1.4mm度1.4m;2.0mm度2.0m;4.5m條超過車間壽命超過車間壽命超過車間壽命超過車間壽命超過車間壽命超過車間件2時72小時2時72小時2時72小時217小時11小時63小時2天10天2a23小時13小時3天2天10天333小時23小時4天2天10天437小時23小時5天3天10天10天541小時24小時4天10天10天5a54小時24小

6、時10天10天40C;5%RH烘干（車間壽命重置）溫度度0+C5厚度1.4mm度1.4m;2.0mm度2.0m;4.5m條超過車間壽命超過車間壽命超過車間壽命超過車間壽命超過車間壽命超過車間件2時72小時2時72小時2時72小時25天25天20天79天2a9天29天22天79天313天9天37天23天79天415天9天47天28天79天517天10天57天35天79天5a22天10天79天56天79天*以上干燥時間是按最嚴重的情況所定，一般情況可表二對于SMT企業(yè)而言，4090C;5%RH中低溫超低濕烘干條件及125C高溫烤干條件是最常用到的干燥條件,缺一不可。事實上,現(xiàn)今越來越多非耐熱性MS

7、D器件的出現(xiàn)及越來越高安全性的要求JPC/JEDECJ-STD-033C版較之以前版本已經(jīng)大幅增加了中低溫超低濕烘干約定的內(nèi)容。4090C烘烤的關鍵點是濕度必須符合5%RH以下要求，這點很容易被忽略。由于相對濕度會伴隨溫度的升高而降低，很多公司就將濕度控制忽略了，這是非常危險的。首先必須了解，在普通環(huán)境中，一臺烘烤設備僅升高溫度（100度），其內(nèi)部濕度是無法做到5%RH以下的（圖標三）。（即內(nèi)部濕度是不可控的。）圖標三圖表二顯示普通烘箱內(nèi)部的溫濕度記錄曲線示意圖，可見溫度上升確實會造成相對濕度的下降，但相對濕度下降曲線并非理想的與溫度同步關系，當濕度低于15%RH時明顯下降困難（這點很大程度上

8、與烘箱本體結構，控制方式，使用環(huán)境和溫濕度調(diào)節(jié)范圍有關。）（在溫度4090C時濕度不能滿足5%RH以下,就會出現(xiàn)干燥不充分、無法干燥甚至加濕風險。（見如下圖標四）。（這種條件也達不到標準中對MSD車間壽命完全重置的要求。）IPC/JEDECJ-STD-033C濕敏器件放置條件及時間關系（天）Mg8766離斗3335CL*vel3CMh)9&7754430DCM13II109-6525CDO0017|4圖12128rJT20C可見相對濕度相同的情況下,溫度越高,MSD器件的吸濕速度越快。所以僅把烘烤設備內(nèi)部溫度升到4090C根本不能滿足MSD器件的干燥要求，而且如果外界濕度較高時，氧化風險也會大

9、幅增加。4.（IPC/JEDECJ-STD-033C給出了常溫超低濕干燥方式）,由于其干燥時間較長,所以一般用于短期暴露的車間壽命重置。如表五對于常溫超低濕干燥設備的要求是,3等級MSD為10%RH以下,45a等級的MSD為5%RH以下；在這樣的條件下，如果MSD沒有超過車間壽命就可以達到中止受潮甚至緩慢干燥的目的。很多用戶并不理解沒有超過車間壽命的MSD器件為何需要進行干燥，或者中止受潮。其實常溫干燥方式，更多的是為了進一步降低MSD器件的受損率；諸如人為操作不當，干燥設備本身的波動及誤差以及受潮MSD自身的潛在風險都可能造成濕敏損傷，有了常溫干燥的雙重保護，才能真正有效防止這樣的可靠性問題

10、出現(xiàn)。濕敏暴露時間、溫濕度條件3454（濕敏暴露時間、溫濕度條件3454（/時間%RH345334554553455-車間壽命30C0%RH1時30C0%RH1時30C0%RH時30C0%RH時30C0%RH車間壽命30C0%RH車間壽命30C0%RH車間壽命干燥時間及關濕度烘干重置/干燥不用中高溫干燥重置/干燥不用中高溫干燥重置/干燥不用中高溫干燥重置/干燥5暴露時間10%RH不用重置/干燥不用中高溫干燥重置/干燥10暴露時間5%RH不用時/意時長不用不10%RH時/意時長不用不5%RH5.重置/干燥過程的波動及中斷處理。在中溫及常溫烘干器件時，由于時間跨度比較長，難免出現(xiàn)溫濕度的中斷或者波動。這種情況可能是設備本身性能造成的波動，也可能是中間開門放取物料造成的干擾。按IPC/JEDECJ-STD-033C中標定，如果這樣的波動在15分鐘內(nèi)恢復，可忽略，但如果超過15分鐘，按照標準需要累加至器件的總干燥時間。實際生產(chǎn)工藝中，一般中溫常溫設備中放置的遠不止一種器件，也不會在相同時間放入或者取出，如果經(jīng)常出現(xiàn)波動恢復時間長于15分鐘情況，會嚴重影響器件干燥的可操作性，所以對于