MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)課件

MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2022/12/22MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2022/12/16MSD潮濕敏感1

引言

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電子產(chǎn)品的可靠性越來(lái)越關(guān)注，這同樣促使制造廠商對(duì)潮濕敏感器件（moisture-sensitivedevices，簡(jiǎn)稱MSD）的關(guān)注程度不斷上升。在以往的電子組裝過(guò)程中，這些可能都不是問(wèn)題。但是隨著元器件朝著小型化和廉價(jià)化方向的發(fā)展，塑料封裝已經(jīng)成為了常規(guī)做法。這時(shí)，確保潮濕氣體不會(huì)進(jìn)入器件內(nèi)部就非常重要。因?yàn)槌睗駳怏w會(huì)對(duì)MSD產(chǎn)生影響,造成產(chǎn)品進(jìn)行返修甚至要廢棄該組裝件。更為重要的是那些看不見(jiàn)的、潛在的缺陷，這些有可能對(duì)產(chǎn)品的可靠性造成嚴(yán)重的威脅。相對(duì)于十幾年的ESD有關(guān)的問(wèn)題，企業(yè)普遍都對(duì)潮濕問(wèn)題缺乏理解和控制，它不僅是制造問(wèn)題，更重要的是設(shè)計(jì)選型的問(wèn)題。隨著塑料封裝的普及，塑料封裝所引起的MSD失效率已經(jīng)越來(lái)越突出，該問(wèn)題已經(jīng)成為塑料封裝三大問(wèn)題之一，再加上芯片集成度越來(lái)越高，特征尺寸越來(lái)越小，每一年半就翻一翻，集成電路功率越來(lái)越高，IC封裝成本已經(jīng)成為微電子發(fā)展的瓶頸。在封裝成本的壓力下，封裝材料及引線等技術(shù)在不斷變化。以上挑戰(zhàn)造成MSD問(wèn)題越來(lái)越突出,已經(jīng)成為影響產(chǎn)品可靠性重要因素之一。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)

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MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)一MSD潮濕敏感器件的基礎(chǔ)知識(shí)二MSD潮濕敏感器件產(chǎn)生的危害三MSD失效器件的干燥方法四MSD潮濕敏感器件的管理五案列MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)一MSD潮濕敏感器件的基礎(chǔ)知3一.MSD潮濕敏感器件的基礎(chǔ)知識(shí)1潮濕敏感元件2MSD國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3濕敏元件等級(jí)劃分4濕敏元件包裝信息MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)一.MSD潮濕敏感器件的基礎(chǔ)知識(shí)1潮濕敏感元件MSD潮濕41.潮濕敏感元件

利用濕敏材料對(duì)水分子的吸附能力，由其產(chǎn)生的物理效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)器件功能或?qū)ζ骷阅墚a(chǎn)生影響的元件,稱為濕敏元件（Moisture-SensitiveDevices），簡(jiǎn)稱MSD。目前廠內(nèi)主要有部分電子元器件。1MSD主要指非氣密性(Non-Hermetic)SMT器件。包括塑料封裝、其他透水性聚合物封裝環(huán)氧、有機(jī)硅樹(shù)脂等。一般IC、芯片、電解電容、LED等都屬于非氣密性SMT器件。

MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.潮濕敏感元件利用濕敏材料對(duì)水分子的吸附能力，由51.12MSD國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為確保潮濕氣體不進(jìn)入器件中，美國(guó)電子工聯(lián)合會(huì)(IPC)和電子元件焊接工程協(xié)會(huì)(JEDEC)之間共同研究和發(fā)布了IPC-M-109，潮濕敏感性元件標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)。IPC-M-109包括了七個(gè)文件，其中關(guān)于潮濕敏感防護(hù)的有三個(gè)，分別是：IPC/JEDECJ-STD-020塑料集成電路（IC）SMD的潮濕/回流敏感性分類(lèi)。該文件的作用是幫助制造商確定元器件的潮濕敏感等級(jí)。2MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.12MSD國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為確保潮濕氣體不進(jìn)入6IPC/JEDECJ-STD-033潮濕/回流敏感性SMD的處理、包裝、裝運(yùn)、和使用標(biāo)準(zhǔn)。2.1IPC-9503非IC元件的潮濕敏感性分類(lèi)。該文件的作用是幫助制造商確定非IC類(lèi)元件的電子器件對(duì)潮濕的敏感性和防護(hù)要求。33濕敏元件等級(jí)劃分濕敏元件等級(jí)(MSL)基本上可以劃分為8個(gè)等級(jí)。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)IPC/JEDECJ-STD-033潮濕/回流敏感性74注：a建于兩級(jí)之間；Level1不作濕敏控制MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)4MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)8

54濕敏元件包裝信息

所有濕敏元件都應(yīng)封裝在防潮的包裝袋中,6在包裝袋上必須有濕度敏感識(shí)別標(biāo)識(shí)（如圖1）和濕度敏感警告標(biāo)簽（如圖2）MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)54濕敏元件包裝信息所有濕敏元件都應(yīng)MSD9從濕敏元件標(biāo)簽上，可以得到以下信息：第1點(diǎn)計(jì)算在密封包裝袋中的時(shí)間是否超過(guò)12個(gè)月，下面的BagSealDate就是密封包裝的日期，如（圖2）BagSealDate：09/03/31

第2點(diǎn)元件本體允許承受的最高溫度，如（圖2）：Peakpackagebodytemperature：260℃

MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)從濕敏元件標(biāo)簽上，可以得MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)10第3點(diǎn)Floorlife時(shí)間(Mounted/usedwithin):就是在規(guī)定溫度/濕度的環(huán)境中，可以暴露的有效使用時(shí)間，與右上角Level“3”相對(duì)應(yīng)。第4點(diǎn)當(dāng)在23度正負(fù)5度溫度下，讀濕度指示卡顯示大于10%，器件在表面貼焊之前，需要烘烤。如（本例）。第5點(diǎn)烘烤時(shí)間與溫度如（本例）：48hours小時(shí)、125℃±5℃。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)第3點(diǎn)Floorlife時(shí)間(Mounted/used117二MSD潮濕敏感器件產(chǎn)生的危害1.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的因素2.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的原理3.潮濕敏感元件危害的表現(xiàn)形式MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)7二MSD潮濕敏感器件產(chǎn)生的危害1.潮濕敏感元件產(chǎn)生危121.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的因素潮敏失效是塑料封裝表貼器件在高溫焊接工藝中表現(xiàn)出來(lái)的特殊的失效現(xiàn)象。造成此類(lèi)問(wèn)題的原因是器件內(nèi)部的潮氣膨脹后使得芯片發(fā)生損壞。8封裝的膨脹程度取決于下列因素：塑料組成成分、實(shí)際吸收濕氣的數(shù)量、溫度、加熱速度以及塑料的厚度，當(dāng)由此引起的壓力超過(guò)塑料化合物的彎曲強(qiáng)度時(shí)，封裝就可能會(huì)裂開(kāi)，或至少在界面間產(chǎn)生分層。9MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的因素潮敏失效132.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的原理在MSD暴露在大氣中的過(guò)程中，大氣中的水分會(huì)通過(guò)擴(kuò)散滲透到濕度敏感器件的封裝材料內(nèi)部。當(dāng)器件經(jīng)過(guò)貼片貼裝到PCB上以后，要流到回流焊爐內(nèi)進(jìn)行回流焊接。在回流區(qū)，整個(gè)器件要在183度以上30-90s左右，最高溫度可能在210-235度。(無(wú)鉛焊接的峰值會(huì)更高，在245度左右）10

在回流區(qū)的高溫作用下，器件內(nèi)部的水分會(huì)快速膨脹，器件的不同材料之間的配合會(huì)失去調(diào)節(jié)，各種連接則會(huì)產(chǎn)生不良變化，從而導(dǎo)致器件剝離分層或者爆裂，于是器件MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的原理在M14的電氣性能受到影響或者破壞。破壞程度嚴(yán)重者，器件外觀變形、出現(xiàn)裂縫等。像ESD破壞一樣，大多數(shù)情況下，肉眼是看不出來(lái)這些變化的，而且在測(cè)試過(guò)程中，MSD也不會(huì)表現(xiàn)為完全失效。11

3.潮濕敏感元件危害的表現(xiàn)形式在回流焊過(guò)程中，元件將經(jīng)歷一個(gè)溫度迅速變化的過(guò)程，其內(nèi)部如果吸收有濕氣就MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)的電氣性能受到影響或者破壞。破壞程度嚴(yán)MSD潮濕敏感器15會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，蒸氣壓的突變將導(dǎo)致封裝發(fā)生膨脹。其表現(xiàn)形式主要有以下幾點(diǎn)：組件在晶芯處產(chǎn)生裂縫。12IC集成電路及其它元器件在存放時(shí)內(nèi)部氧化短路。引線被拉細(xì)甚至破裂。回流焊接期間器件內(nèi)部產(chǎn)生脫層。塑料從芯片或引腳框上的內(nèi)部分離(脫層)12.1

線捆接損傷、芯片損傷最嚴(yán)重的情況就是元件鼓脹和爆裂12.2MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，蒸氣壓的突變將導(dǎo)致封裝發(fā)生膨脹。其表1613三MSD失效器件的干燥方法141烘烤條件2

烘烤流程及記錄3烘烤方法4注意事項(xiàng)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)13三MSD失效器件的干燥方法141烘171烘烤條件在打開(kāi)濕敏元件的包裝袋時(shí)，馬上檢查濕敏指示卡（如下圖3），指示卡的顏色變“BAKEUNITSIFPINK”位置時(shí)，需要烘烤。烘烤時(shí)間和條件查看濕敏元件標(biāo)簽。高溫烘烤應(yīng)確保裝材料經(jīng)得起125℃的高溫。卷帶封裝和管狀封裝的料應(yīng)酌情選擇中溫或低溫烘烤。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1烘烤條件在打開(kāi)濕敏元件的包裝袋時(shí)，馬上檢查濕18MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)192

烘烤流程及記錄方法(1)烘烤流程見(jiàn)右圖

15MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2烘烤流程及記錄方法(1)烘烤流程見(jiàn)右圖MSD潮20(2)元件放入烘箱時(shí)，將右面的標(biāo)簽貼在元件封裝材料上并按要求在標(biāo)簽做好烘烤記錄。以便控制好烘烤時(shí)間與次數(shù)。16MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)(2)元件放入烘箱時(shí)，將右面的標(biāo)簽貼在元件封裝材料上并按要求213

烘烤方法MSD烘烤按照以下方法進(jìn)行：先查看物料原包裝上的濕敏標(biāo)簽上有無(wú)對(duì)烘烤溫度及時(shí)間定義的，如有請(qǐng)按標(biāo)簽操作。原包裝上如無(wú)任何資料，請(qǐng)按（表2）要求的溫度、時(shí)間操作。烘烤時(shí)，必須使用充氮?dú)饣虺檎婵湛鞠?。如果元件高溫烘烤的，則時(shí)間累積不能超過(guò)48小時(shí),超過(guò)48小時(shí)需烘烤的需選用低溫烘烤,以避免元件氧化。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)3烘烤方法MSD烘烤按照以下方法進(jìn)行：MSD潮濕敏感器件防22冷卻后將元件放入干燥器或其它有真空條件的容器中。若不立即使用則真空封裝后返回倉(cāng)庫(kù)。17MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)冷卻后將元件放入干燥器或其它有真空條件的容器中。若不立即使用23MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)244注意事項(xiàng)烘烤時(shí)也要注意以下幾點(diǎn)，以免在烘烤時(shí)出現(xiàn)意外情況。一般裝在高溫料盤(pán)里面的器件都可以在125℃溫度下進(jìn)行烘烤，除非廠商特殊注明了溫度。裝在低溫料盤(pán)內(nèi)的器件其烘烤溫度不能高于40℃，否則料盤(pán)會(huì)受到高溫?fù)p壞。烘烤時(shí)注意ESD（靜電敏感）保護(hù)，尤其烘烤以后，環(huán)境特別干燥，最容易產(chǎn)生靜電。19烘烤時(shí)務(wù)必控制好溫度和時(shí)間。如果溫度過(guò)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)4注意事項(xiàng)烘烤時(shí)也要注意以下幾點(diǎn)，以免25高，或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很容易使器件氧化，或者在器件內(nèi)部接連處產(chǎn)生金屬間化合物，從而影響器件的焊接性。烘烤期間，注意不能導(dǎo)致料盤(pán)釋放出不明氣體，否則會(huì)影響器件的焊接性。在125℃高溫烘烤以前要把紙/塑料袋/盒拿掉。烘烤期間一定要作好烘烤記錄，以便控制好烘烤時(shí)間。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)高，或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很容易使器件氧化，或者在器件內(nèi)部接連2619.1四MSD潮濕敏感器件的管理19.21.進(jìn)貨及庫(kù)存管理2.生產(chǎn)管理3.MSD器件存儲(chǔ)流程MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)19.1四MSD潮濕敏感器件的管理19.21.進(jìn)貨271.進(jìn)貨及庫(kù)存管理1.1進(jìn)貨檢驗(yàn)1.2庫(kù)存管理MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.進(jìn)貨及庫(kù)存管理1.1進(jìn)貨檢驗(yàn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)281.1進(jìn)貨檢驗(yàn)濕敏元器件進(jìn)貨控制基本按照以下方式進(jìn)行。檢查原包裝是否用濕敏包裝袋，密封是否完好，密封時(shí)間是否小于12個(gè)月。若不符合前一項(xiàng)，應(yīng)判退進(jìn)入MRB（評(píng)審）區(qū)域,由相關(guān)人員判定是否RTV（退貨），或者進(jìn)行廠內(nèi)自行處理的方法。20在IQC檢驗(yàn)時(shí),不建議打開(kāi)濕敏元件的包裝袋。如果有需要打開(kāi)包裝袋,則必須在30分鐘以內(nèi)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.1進(jìn)貨檢驗(yàn)濕敏元器件進(jìn)貨控制基本按照以29

重新封裝,并貼上濕敏元件控制專用標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)簽跟蹤填寫(xiě)。標(biāo)簽見(jiàn)圖6：21MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)重新封裝,并貼上濕敏元件控制專用標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)簽跟蹤填寫(xiě)301.2庫(kù)存管理潮敏元件的物料控制按以下方式進(jìn)行管理儲(chǔ)存濕敏元件時(shí),應(yīng)保證其用濕敏包裝方式密封保存。濕敏元件一旦被打開(kāi),應(yīng)檢查其濕度指示卡,若HIC指示超過(guò)10%,這批料應(yīng)進(jìn)行烘烤。22每打開(kāi)一個(gè)原封裝，必須記錄打開(kāi)封裝時(shí)間、失效時(shí)間。如果濕敏元件分幾次發(fā)到生產(chǎn)線對(duì)于剩下的元件需在30分鐘以內(nèi)重新封裝(必須使用防潮防靜電的封裝袋)，同時(shí)放入有效MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.2庫(kù)存管理潮敏元件的物料控制按以下方式進(jìn)行31的干燥劑和濕度指示卡(若原有的有效,可以繼續(xù)使用)，并貼上和填寫(xiě)濕敏元件控制專用標(biāo)簽。如果該元件不能封裝，則放入烘干器中，記錄放入時(shí)間，烘干器控制濕度控制在10%RH以下。如果元器件已超出溫濕管制，通知元器件工程師確認(rèn)決定是否烘烤。庫(kù)存濕敏器件必須按防潮等級(jí)，分列放置在貨架上，按使用有效期先進(jìn)先用，后進(jìn)后用，拆封烘烤過(guò)的干燥箱中先用。庫(kù)房環(huán)境溫度23℃±5℃，相對(duì)濕度30%～60%RH。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)的干燥劑和濕度指示卡(若原有的有效,可以繼續(xù)使用)，并322.生產(chǎn)管理2.1生產(chǎn)線管理2.2返工/返修管理2.3干燥包裝MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2.生產(chǎn)管理2.1生產(chǎn)線管理MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)332.1生產(chǎn)線管理潮敏元件生產(chǎn)線管理要嚴(yán)格遵行以下原則:檢查元件原包裝是否用濕敏包裝袋密封，有無(wú)破損、漏氣，如不完好拒收退庫(kù)。檢查非原包裝元件的包裝是否良好，是否有濕敏元件控制專用標(biāo)簽，并檢查累計(jì)時(shí)間是否超值，若已接近失效時(shí)間，則拒收退庫(kù)。對(duì)非原包裝元件需拆開(kāi)包裝清點(diǎn)數(shù)量時(shí)，點(diǎn)好后立即將元件放入干燥箱中保存。對(duì)于非原包裝元件，如果預(yù)計(jì)在使用過(guò)程中MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2.1生產(chǎn)線管理潮敏元件生產(chǎn)線管理要嚴(yán)格遵行以下原34元件可能失效，則分料員一定要分批發(fā)放。尾（余）料退回時(shí)要在標(biāo)簽上記錄暴露時(shí)間。沒(méi)用完的器件，可以暫時(shí)放到干燥箱中。退回倉(cāng)庫(kù)時(shí)，必須烘烤后重新密封填寫(xiě)記錄。對(duì)于需經(jīng)二次回流焊的濕敏元件，SMT要確保24小時(shí)內(nèi)完成第二次回流焊并且確保濕度敏感壽命有效。優(yōu)先使用在干燥箱內(nèi)的器件，真空包裝袋中的材料要在使用時(shí)才能打開(kāi)，且要拆一包用一包，拆封時(shí)確認(rèn)濕度指示卡是否正常。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)元件可能失效，則分料員一定要分批發(fā)放。尾（余）料退回時(shí)352.2返工/返修管理領(lǐng)散料時(shí)，用自封口防靜電袋子/盒子放置濕敏元件，若在有效時(shí)間內(nèi)沒(méi)有用完，放回烘干器中保存，若元件累計(jì)時(shí)間已超值,則放入烘箱中烘烤，烘烤時(shí)須帶外包裝，不得直接將元器件放置于烘箱中直接烘烤。如果要拆掉主板上的器件，最好采用局部加熱，器件的表面溫度控制在200℃以內(nèi)，以減小濕度造成的損壞。如果有些器件的溫度要

MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2.2返工/返修管理領(lǐng)散料時(shí)，用自封口防靜電36超過(guò)200℃，而且超過(guò)了規(guī)定的FloorLife，在返工前要對(duì)主板進(jìn)行烘烤，有些SMD器件和主板不能承受長(zhǎng)時(shí)間的高溫烘烤，如一些FR-4材料，不能承受24小時(shí)125℃的烘烤；一些電池和電解電容也對(duì)溫度很敏感。綜合考慮這些因素，選擇合適的烘烤方法MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)超過(guò)200℃，而且超過(guò)了規(guī)定的FloorLife，372.3干燥包裝23干燥包裝涉及將潮濕敏感性元件與去濕劑、濕度指示卡和潮濕敏感注意標(biāo)貼一起密封在防潮袋內(nèi)。標(biāo)貼含有有關(guān)特定溫度與濕度范圍內(nèi)的壽命、峰值溫度(220°C或235°C)、開(kāi)袋之后的暴露時(shí)間、關(guān)于何時(shí)要求烘焙的詳細(xì)情況、烘焙程序、以及包裝袋的密封日期。值得注意的是對(duì)于不同的濕敏元件等級(jí)有不同的包裝要求，其中：1級(jí)：裝袋之前干燥是可選的，裝袋與干燥MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2.3干燥包裝23MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)38劑是可選的、標(biāo)貼是不要求的。2級(jí)：裝袋之前干燥是可選的，裝袋與干燥劑是要求的、標(biāo)貼是要求的。2a~5a級(jí)：裝袋之前干燥是要求的，裝袋與干燥劑是要求的、標(biāo)貼是要求的。6級(jí)：裝袋之前干燥是可選的，裝袋與干燥劑是可選的、標(biāo)貼是要求的。24

MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)劑是可選的、標(biāo)貼是不要求的。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)393.MSD器件存儲(chǔ)流程MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)3.MSD器件存儲(chǔ)流程MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)40五案列案例簡(jiǎn)述某公司產(chǎn)交換機(jī)產(chǎn)品在雨季返修率較高，客戶返修產(chǎn)品到維修部后維修過(guò)程一般都是更換BCM5338后，設(shè)備基本恢復(fù)正常工作，確定BCM5338器件故障。為了找到BCM5338失效的根本原因，又該芯片為塑封器件，開(kāi)封分析成為一大難題，因此由質(zhì)量部協(xié)助在庫(kù)房（維修更換退料庫(kù)）尋找4片2006年生產(chǎn)的器件，返到原廠分析。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)五案列案例簡(jiǎn)述MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)41問(wèn)題描述交換機(jī)所用BCM5338芯片，在7，8月份（雨季）故障率較高，失效現(xiàn)象一般為數(shù)據(jù)丟包/PING不通/不LINK。故障確認(rèn)07年9月份之前公司所用BCM5338的MSD失控，如：BCM5338暴露時(shí)間沒(méi)有記錄跟蹤卡；庫(kù)房器件不對(duì)其進(jìn)行烘烤及抽真空管理；儲(chǔ)存的溫濕度不受控；從器件出庫(kù)到SMT焊接前長(zhǎng)時(shí)間暴露后不進(jìn)行烘烤。還有據(jù)調(diào)查BCM5338器件是從臺(tái)灣封裝，新加坡生產(chǎn)。產(chǎn)地靠近沿海，氣候濕潤(rùn)。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)問(wèn)題描述MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)42故障分析芯片分層導(dǎo)致某管腳開(kāi)路,芯片分層是由于爆米花效應(yīng)引起，BCM5338（MSL3）暴露超過(guò)168小時(shí)，滲透到芯片內(nèi)部的潮汽，在回流焊接時(shí)浸入的大量潮汽突然揮發(fā)，壓力增大，器件內(nèi)部的氣體快速膨脹而使引線與內(nèi)部結(jié)合層分離見(jiàn)附圖。解決方案物料選型時(shí)加強(qiáng)MSD控制;對(duì)儲(chǔ)存器件的溫濕度進(jìn)行控制;建立器件烘烤規(guī)范并保證施行;加強(qiáng)MSD管理;在焊接前盡量在125℃下，連續(xù)烘烤8小時(shí).MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)故障分析MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)43MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)44演講完畢，謝謝聽(tīng)講!再見(jiàn)，seeyouagain2022/12/22MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)演講完畢，謝謝聽(tīng)講!再見(jiàn)，seeyouagain202245MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2022/12/22MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2022/12/16MSD潮濕敏感46

引言

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電子產(chǎn)品的可靠性越來(lái)越關(guān)注，這同樣促使制造廠商對(duì)潮濕敏感器件（moisture-sensitivedevices，簡(jiǎn)稱MSD）的關(guān)注程度不斷上升。在以往的電子組裝過(guò)程中，這些可能都不是問(wèn)題。但是隨著元器件朝著小型化和廉價(jià)化方向的發(fā)展，塑料封裝已經(jīng)成為了常規(guī)做法。這時(shí)，確保潮濕氣體不會(huì)進(jìn)入器件內(nèi)部就非常重要。因?yàn)槌睗駳怏w會(huì)對(duì)MSD產(chǎn)生影響,造成產(chǎn)品進(jìn)行返修甚至要廢棄該組裝件。更為重要的是那些看不見(jiàn)的、潛在的缺陷，這些有可能對(duì)產(chǎn)品的可靠性造成嚴(yán)重的威脅。相對(duì)于十幾年的ESD有關(guān)的問(wèn)題，企業(yè)普遍都對(duì)潮濕問(wèn)題缺乏理解和控制，它不僅是制造問(wèn)題，更重要的是設(shè)計(jì)選型的問(wèn)題。隨著塑料封裝的普及，塑料封裝所引起的MSD失效率已經(jīng)越來(lái)越突出，該問(wèn)題已經(jīng)成為塑料封裝三大問(wèn)題之一，再加上芯片集成度越來(lái)越高，特征尺寸越來(lái)越小，每一年半就翻一翻，集成電路功率越來(lái)越高，IC封裝成本已經(jīng)成為微電子發(fā)展的瓶頸。在封裝成本的壓力下，封裝材料及引線等技術(shù)在不斷變化。以上挑戰(zhàn)造成MSD問(wèn)題越來(lái)越突出,已經(jīng)成為影響產(chǎn)品可靠性重要因素之一。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)

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MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)一MSD潮濕敏感器件的基礎(chǔ)知識(shí)二MSD潮濕敏感器件產(chǎn)生的危害三MSD失效器件的干燥方法四MSD潮濕敏感器件的管理五案列MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)一MSD潮濕敏感器件的基礎(chǔ)知48一.MSD潮濕敏感器件的基礎(chǔ)知識(shí)1潮濕敏感元件2MSD國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3濕敏元件等級(jí)劃分4濕敏元件包裝信息MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)一.MSD潮濕敏感器件的基礎(chǔ)知識(shí)1潮濕敏感元件MSD潮濕491.潮濕敏感元件

利用濕敏材料對(duì)水分子的吸附能力，由其產(chǎn)生的物理效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)器件功能或?qū)ζ骷阅墚a(chǎn)生影響的元件,稱為濕敏元件（Moisture-SensitiveDevices），簡(jiǎn)稱MSD。目前廠內(nèi)主要有部分電子元器件。1MSD主要指非氣密性(Non-Hermetic)SMT器件。包括塑料封裝、其他透水性聚合物封裝環(huán)氧、有機(jī)硅樹(shù)脂等。一般IC、芯片、電解電容、LED等都屬于非氣密性SMT器件。

MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.潮濕敏感元件利用濕敏材料對(duì)水分子的吸附能力，由501.12MSD國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為確保潮濕氣體不進(jìn)入器件中，美國(guó)電子工聯(lián)合會(huì)(IPC)和電子元件焊接工程協(xié)會(huì)(JEDEC)之間共同研究和發(fā)布了IPC-M-109，潮濕敏感性元件標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)。IPC-M-109包括了七個(gè)文件，其中關(guān)于潮濕敏感防護(hù)的有三個(gè)，分別是：IPC/JEDECJ-STD-020塑料集成電路（IC）SMD的潮濕/回流敏感性分類(lèi)。該文件的作用是幫助制造商確定元器件的潮濕敏感等級(jí)。2MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.12MSD國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為確保潮濕氣體不進(jìn)入51IPC/JEDECJ-STD-033潮濕/回流敏感性SMD的處理、包裝、裝運(yùn)、和使用標(biāo)準(zhǔn)。2.1IPC-9503非IC元件的潮濕敏感性分類(lèi)。該文件的作用是幫助制造商確定非IC類(lèi)元件的電子器件對(duì)潮濕的敏感性和防護(hù)要求。33濕敏元件等級(jí)劃分濕敏元件等級(jí)(MSL)基本上可以劃分為8個(gè)等級(jí)。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)IPC/JEDECJ-STD-033潮濕/回流敏感性524注：a建于兩級(jí)之間；Level1不作濕敏控制MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)4MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)53

54濕敏元件包裝信息

所有濕敏元件都應(yīng)封裝在防潮的包裝袋中,6在包裝袋上必須有濕度敏感識(shí)別標(biāo)識(shí)（如圖1）和濕度敏感警告標(biāo)簽（如圖2）MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)54濕敏元件包裝信息所有濕敏元件都應(yīng)MSD54從濕敏元件標(biāo)簽上，可以得到以下信息：第1點(diǎn)計(jì)算在密封包裝袋中的時(shí)間是否超過(guò)12個(gè)月，下面的BagSealDate就是密封包裝的日期，如（圖2）BagSealDate：09/03/31

第2點(diǎn)元件本體允許承受的最高溫度，如（圖2）：Peakpackagebodytemperature：260℃

MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)從濕敏元件標(biāo)簽上，可以得MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)55第3點(diǎn)Floorlife時(shí)間(Mounted/usedwithin):就是在規(guī)定溫度/濕度的環(huán)境中，可以暴露的有效使用時(shí)間，與右上角Level“3”相對(duì)應(yīng)。第4點(diǎn)當(dāng)在23度正負(fù)5度溫度下，讀濕度指示卡顯示大于10%，器件在表面貼焊之前，需要烘烤。如（本例）。第5點(diǎn)烘烤時(shí)間與溫度如（本例）：48hours小時(shí)、125℃±5℃。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)第3點(diǎn)Floorlife時(shí)間(Mounted/used567二MSD潮濕敏感器件產(chǎn)生的危害1.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的因素2.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的原理3.潮濕敏感元件危害的表現(xiàn)形式MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)7二MSD潮濕敏感器件產(chǎn)生的危害1.潮濕敏感元件產(chǎn)生危571.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的因素潮敏失效是塑料封裝表貼器件在高溫焊接工藝中表現(xiàn)出來(lái)的特殊的失效現(xiàn)象。造成此類(lèi)問(wèn)題的原因是器件內(nèi)部的潮氣膨脹后使得芯片發(fā)生損壞。8封裝的膨脹程度取決于下列因素：塑料組成成分、實(shí)際吸收濕氣的數(shù)量、溫度、加熱速度以及塑料的厚度，當(dāng)由此引起的壓力超過(guò)塑料化合物的彎曲強(qiáng)度時(shí)，封裝就可能會(huì)裂開(kāi)，或至少在界面間產(chǎn)生分層。9MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的因素潮敏失效582.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的原理在MSD暴露在大氣中的過(guò)程中，大氣中的水分會(huì)通過(guò)擴(kuò)散滲透到濕度敏感器件的封裝材料內(nèi)部。當(dāng)器件經(jīng)過(guò)貼片貼裝到PCB上以后，要流到回流焊爐內(nèi)進(jìn)行回流焊接。在回流區(qū)，整個(gè)器件要在183度以上30-90s左右，最高溫度可能在210-235度。(無(wú)鉛焊接的峰值會(huì)更高，在245度左右）10

在回流區(qū)的高溫作用下，器件內(nèi)部的水分會(huì)快速膨脹，器件的不同材料之間的配合會(huì)失去調(diào)節(jié)，各種連接則會(huì)產(chǎn)生不良變化，從而導(dǎo)致器件剝離分層或者爆裂，于是器件MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2.潮濕敏感元件產(chǎn)生危害的原理在M59的電氣性能受到影響或者破壞。破壞程度嚴(yán)重者，器件外觀變形、出現(xiàn)裂縫等。像ESD破壞一樣，大多數(shù)情況下，肉眼是看不出來(lái)這些變化的，而且在測(cè)試過(guò)程中，MSD也不會(huì)表現(xiàn)為完全失效。11

3.潮濕敏感元件危害的表現(xiàn)形式在回流焊過(guò)程中，元件將經(jīng)歷一個(gè)溫度迅速變化的過(guò)程，其內(nèi)部如果吸收有濕氣就MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)的電氣性能受到影響或者破壞。破壞程度嚴(yán)MSD潮濕敏感器60會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，蒸氣壓的突變將導(dǎo)致封裝發(fā)生膨脹。其表現(xiàn)形式主要有以下幾點(diǎn)：組件在晶芯處產(chǎn)生裂縫。12IC集成電路及其它元器件在存放時(shí)內(nèi)部氧化短路。引線被拉細(xì)甚至破裂?；亓骱附悠陂g器件內(nèi)部產(chǎn)生脫層。塑料從芯片或引腳框上的內(nèi)部分離(脫層)12.1

線捆接損傷、芯片損傷最嚴(yán)重的情況就是元件鼓脹和爆裂12.2MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽，蒸氣壓的突變將導(dǎo)致封裝發(fā)生膨脹。其表6113三MSD失效器件的干燥方法141烘烤條件2

烘烤流程及記錄3烘烤方法4注意事項(xiàng)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)13三MSD失效器件的干燥方法141烘621烘烤條件在打開(kāi)濕敏元件的包裝袋時(shí)，馬上檢查濕敏指示卡（如下圖3），指示卡的顏色變“BAKEUNITSIFPINK”位置時(shí)，需要烘烤。烘烤時(shí)間和條件查看濕敏元件標(biāo)簽。高溫烘烤應(yīng)確保裝材料經(jīng)得起125℃的高溫。卷帶封裝和管狀封裝的料應(yīng)酌情選擇中溫或低溫烘烤。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1烘烤條件在打開(kāi)濕敏元件的包裝袋時(shí)，馬上檢查濕63MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)642

烘烤流程及記錄方法(1)烘烤流程見(jiàn)右圖

15MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2烘烤流程及記錄方法(1)烘烤流程見(jiàn)右圖MSD潮65(2)元件放入烘箱時(shí)，將右面的標(biāo)簽貼在元件封裝材料上并按要求在標(biāo)簽做好烘烤記錄。以便控制好烘烤時(shí)間與次數(shù)。16MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)(2)元件放入烘箱時(shí)，將右面的標(biāo)簽貼在元件封裝材料上并按要求663

烘烤方法MSD烘烤按照以下方法進(jìn)行：先查看物料原包裝上的濕敏標(biāo)簽上有無(wú)對(duì)烘烤溫度及時(shí)間定義的，如有請(qǐng)按標(biāo)簽操作。原包裝上如無(wú)任何資料，請(qǐng)按（表2）要求的溫度、時(shí)間操作。烘烤時(shí)，必須使用充氮?dú)饣虺檎婵湛鞠?。如果元件高溫烘烤的，則時(shí)間累積不能超過(guò)48小時(shí),超過(guò)48小時(shí)需烘烤的需選用低溫烘烤,以避免元件氧化。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)3烘烤方法MSD烘烤按照以下方法進(jìn)行：MSD潮濕敏感器件防67冷卻后將元件放入干燥器或其它有真空條件的容器中。若不立即使用則真空封裝后返回倉(cāng)庫(kù)。17MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)冷卻后將元件放入干燥器或其它有真空條件的容器中。若不立即使用68MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)694注意事項(xiàng)烘烤時(shí)也要注意以下幾點(diǎn)，以免在烘烤時(shí)出現(xiàn)意外情況。一般裝在高溫料盤(pán)里面的器件都可以在125℃溫度下進(jìn)行烘烤，除非廠商特殊注明了溫度。裝在低溫料盤(pán)內(nèi)的器件其烘烤溫度不能高于40℃，否則料盤(pán)會(huì)受到高溫?fù)p壞。烘烤時(shí)注意ESD（靜電敏感）保護(hù)，尤其烘烤以后，環(huán)境特別干燥，最容易產(chǎn)生靜電。19烘烤時(shí)務(wù)必控制好溫度和時(shí)間。如果溫度過(guò)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)4注意事項(xiàng)烘烤時(shí)也要注意以下幾點(diǎn)，以免70高，或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很容易使器件氧化，或者在器件內(nèi)部接連處產(chǎn)生金屬間化合物，從而影響器件的焊接性。烘烤期間，注意不能導(dǎo)致料盤(pán)釋放出不明氣體，否則會(huì)影響器件的焊接性。在125℃高溫烘烤以前要把紙/塑料袋/盒拿掉。烘烤期間一定要作好烘烤記錄，以便控制好烘烤時(shí)間。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)高，或時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，很容易使器件氧化，或者在器件內(nèi)部接連7119.1四MSD潮濕敏感器件的管理19.21.進(jìn)貨及庫(kù)存管理2.生產(chǎn)管理3.MSD器件存儲(chǔ)流程MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)19.1四MSD潮濕敏感器件的管理19.21.進(jìn)貨721.進(jìn)貨及庫(kù)存管理1.1進(jìn)貨檢驗(yàn)1.2庫(kù)存管理MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.進(jìn)貨及庫(kù)存管理1.1進(jìn)貨檢驗(yàn)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)731.1進(jìn)貨檢驗(yàn)濕敏元器件進(jìn)貨控制基本按照以下方式進(jìn)行。檢查原包裝是否用濕敏包裝袋，密封是否完好，密封時(shí)間是否小于12個(gè)月。若不符合前一項(xiàng)，應(yīng)判退進(jìn)入MRB（評(píng)審）區(qū)域,由相關(guān)人員判定是否RTV（退貨），或者進(jìn)行廠內(nèi)自行處理的方法。20在IQC檢驗(yàn)時(shí),不建議打開(kāi)濕敏元件的包裝袋。如果有需要打開(kāi)包裝袋,則必須在30分鐘以內(nèi)MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.1進(jìn)貨檢驗(yàn)濕敏元器件進(jìn)貨控制基本按照以74

重新封裝,并貼上濕敏元件控制專用標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)簽跟蹤填寫(xiě)。標(biāo)簽見(jiàn)圖6：21MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)重新封裝,并貼上濕敏元件控制專用標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)簽跟蹤填寫(xiě)751.2庫(kù)存管理潮敏元件的物料控制按以下方式進(jìn)行管理儲(chǔ)存濕敏元件時(shí),應(yīng)保證其用濕敏包裝方式密封保存。濕敏元件一旦被打開(kāi),應(yīng)檢查其濕度指示卡,若HIC指示超過(guò)10%,這批料應(yīng)進(jìn)行烘烤。22每打開(kāi)一個(gè)原封裝，必須記錄打開(kāi)封裝時(shí)間、失效時(shí)間。如果濕敏元件分幾次發(fā)到生產(chǎn)線對(duì)于剩下的元件需在30分鐘以內(nèi)重新封裝(必須使用防潮防靜電的封裝袋)，同時(shí)放入有效MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)1.2庫(kù)存管理潮敏元件的物料控制按以下方式進(jìn)行76的干燥劑和濕度指示卡(若原有的有效,可以繼續(xù)使用)，并貼上和填寫(xiě)濕敏元件控制專用標(biāo)簽。如果該元件不能封裝，則放入烘干器中，記錄放入時(shí)間，烘干器控制濕度控制在10%RH以下。如果元器件已超出溫濕管制，通知元器件工程師確認(rèn)決定是否烘烤。庫(kù)存濕敏器件必須按防潮等級(jí)，分列放置在貨架上，按使用有效期先進(jìn)先用，后進(jìn)后用，拆封烘烤過(guò)的干燥箱中先用。庫(kù)房環(huán)境溫度23℃±5℃，相對(duì)濕度30%～60%RH。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)的干燥劑和濕度指示卡(若原有的有效,可以繼續(xù)使用)，并772.生產(chǎn)管理2.1生產(chǎn)線管理2.2返工/返修管理2.3干燥包裝MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2.生產(chǎn)管理2.1生產(chǎn)線管理MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)782.1生產(chǎn)線管理潮敏元件生產(chǎn)線管理要嚴(yán)格遵行以下原則:檢查元件原包裝是否用濕敏包裝袋密封，有無(wú)破損、漏氣，如不完好拒收退庫(kù)。檢查非原包裝元件的包裝是否良好，是否有濕敏元件控制專用標(biāo)簽，并檢查累計(jì)時(shí)間是否超值，若已接近失效時(shí)間，則拒收退庫(kù)。對(duì)非原包裝元件需拆開(kāi)包裝清點(diǎn)數(shù)量時(shí)，點(diǎn)好后立即將元件放入干燥箱中保存。對(duì)于非原包裝元件，如果預(yù)計(jì)在使用過(guò)程中MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)2.1生產(chǎn)線管理潮敏元件生產(chǎn)線管理要嚴(yán)格遵行以下原79元件可能失效，則分料員一定要分批發(fā)放。尾（余）料退回時(shí)要在標(biāo)簽上記錄暴露時(shí)間。沒(méi)用完的器件，可以暫時(shí)放到干燥箱中。退回倉(cāng)庫(kù)時(shí)，必須烘烤后重新密封填寫(xiě)記錄。對(duì)于需經(jīng)二次回流焊的濕敏元件，SMT要確保24小時(shí)內(nèi)完成第二次回流焊并且確保濕度敏感壽命有效。優(yōu)先使用在干燥箱內(nèi)的器件，真空包裝袋中的材料要在使用時(shí)才能打開(kāi)，且要拆一包用一包，拆封時(shí)確認(rèn)濕度指示卡是否正常。MSD潮濕敏感器件防護(hù)培訓(xùn)元件可能失效，則分料員一定要分批發(fā)放。尾（余）料退回時(shí)802.2返工/返修管理領(lǐng)散料時(shí)，用自封口防靜電袋子/盒子放置濕敏元件，若在有效時(shí)間內(nèi)沒(méi)有用完，放回烘干器中保存，若元件累計(jì)時(shí)間已超值,則放入烘箱中烘烤，烘烤時(shí)須帶外包裝，不得直接將元器件放置于烘箱中直接烘烤。如果要拆