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文檔簡介

1、SMD器件的出現直接帶來了新的挑戰,而這些挑戰的重心又在于包裝的品質 和可靠性,周圍環境中的濕氣會通過包裝材料滲透到包裝內部,并在不同材料 的表面聚結。在組裝工藝中, SMD元件貼裝在 PCB上時會經歷超過 200,在焊 接時,濕氣的膨脹會造成一系列的品質問題。本規范遵照 IPC/JEDEC有關的潮敏標準擬制,主要體現潮濕敏感器件在公司 控制處理各環節的規范性要求。本規范由塑封器件潮濕敏感定義、潮濕敏感器 件分級要求、潮濕敏感器件包裝要求、潮濕敏感器件干燥要求、潮濕敏感器件 使用及注意事項等內容組成。2、目的:為改進 MSD控制水平,有效提高產品質量和可靠性,同時提高技術人員對潮 敏器件的認識

2、水平,規范研發、市場和生產階段對易潮敏器件的正確處理。3、范圍:本規范規定了潮濕敏感器件等級要求、包裝要求、操作及處理方法等方面的 技術指標和控制措施。本規范適用于步步高教育電子有限公司各類潮濕敏感器件(以下簡稱MSD)驗收、儲存、配送、組裝等過程中的管理。供應商和外協廠商均可以參照本規 范執行。4、職責:4.1 供應資源開發部負責濕度敏感器件的采購。4.2 材料技術部負責提供濕度敏感器件的規格書。4.3 工藝工程部負責濕度敏感器件的管控方案制定和外協生產 MSD使用指導。4.4 物流管理部倉儲科負責對濕度敏感器件的儲存(原包裝密封儲存、再次真空包裝儲存、干燥短期儲存)4.5 品質部負責濕度敏

3、感器件的來料檢驗和現場使用監督以及使用異常的反4.6 生管部(含 SMT外協廠商)負責濕度敏感器件的使用以及車間使用壽命的 控制。5、關鍵詞:潮濕敏感、 MSD、 MSL、溫度、相對濕度、干燥、烘烤、 MBB 6、規范引用的文件:序號編號名稱1J-STD-020CMoisture/ReflowSensitivityClassificationforPlasticIntegratedCircuitSurfaceMountDevices2J-STD-033BStandardforHandling,Packing,Shipping,andUseofMoisture/ReflowSensitiv eS

4、urfaceMountDevices7、術語和定義:PSM(D PlasticSurfaceMountDevice ):塑料封裝表面安裝器件。MSD(MoistureSensitiveDevice ):潮濕敏感器件。指非氣密性封裝的表 面安裝器件。MSL(MoistureSensitiveLevel ):潮濕敏感等級。指 MSD對潮濕環境的敏 感程度。MBB(MoistureBarrierBag ):防潮包裝袋。 MBB要求滿足相應指標的抑制 潮氣滲透能力。倉儲壽命( ShelfLife ):指干燥包裝的潮濕敏感器件能夠儲存在沒有打開 的內部環境濕度符合要求的濕氣屏蔽包裝袋中的最短時間。車間壽

5、命( FloorLife ):指濕度敏感器件從濕度屏蔽包裝袋中取出或干燥 儲存或干燥烘烤后到過回流焊接前的時間。制造商曝露時間( MET):制造商烘烤完成至烤箱取出,到器件到達回流焊 之前可能暴露到大氣環境條件的最大累積時間。干燥劑:一種能夠保持相對低的濕度的吸收劑 濕度指示卡( HIC):一張印有對濕度敏感的化學材料的卡片,當環境濕度 發生變化時, 印在卡片上的化學材料的顏色也相應的改變 一般由藍色 (干 燥時)變為粉紅色(潮濕時),用于對濕度監控;RH:relativehumidity 濕度的一種表示方式。空氣中實際所含水蒸氣的密 度和同溫下飽和水蒸氣密度的百分比值。由于同下蒸汽密度與蒸汽

6、分壓成 正比,所以相對濕度也等于實際水蒸汽分壓和同溫下飽和水蒸氣壓力的百 分比。8、潮濕敏感定義 由于塑料封裝材料的非氣密性,塑封器件在潮濕環境中容易吸收水汽。表面安 裝工藝(回流焊接)時,塑料封裝體內吸收的水汽在高溫條件下氣化膨脹,引起器 件封裝分層或內部損壞等可靠性缺陷。具有該類吸潮特征的器件定義為潮濕敏感器 件( MSD)。MSD潮濕敏感特性的主要影響因素包括:a、封裝因素:封裝體厚度和封裝體體積;b、環境因素:環境溫度和環境相對濕度;c、暴露時間的長短。備注: 1、MSD包括但不限于 PSM,D 任何潮氣可滲透材料封裝的表面安裝工藝器件均為 MSD。2、PSMD潮濕敏感定義 MSD在表

7、面回流焊接工藝時的高溫暴露要求, 采用其它 非回流焊接工藝進行安裝的 MSD,安裝時如果器件封裝體溫度 <200,可不 在 MSD控制范圍內。9、敏感器件分級要求潮濕敏感等級(MSL)定義:根據 JEDECJ-STD-020C潮濕敏感器件分級標準要求,MSL定義如表 1:潮濕敏感等級( MSL)車間壽命要求( FloorLife )時間環境條件1無限制30/85%RH21年30/60%RH2a4周30/60%RH3168 小時30/60%RH472 小時30/60%RH548 小時30/60%RH5a24 小時30/60%RH6使用前必須進行烘烤,并在 警告標簽規定的時間內焊接 完畢。3

8、0/60%RH表1 MSL 的定義備注:所有潮濕敏感器件均具有 MSL 。步步高教育電子有限公司采購的濕度敏感性電子元器件的敏感等級 步步 高教育電子有限公司 MSD 器件等級庫及烘烤要求明細表。10、潮濕敏感器件包裝要求10.1 、 MSD干燥包裝要求MSD干燥包裝由密封在防潮包裝袋 ( MBB)中的干燥劑材料、 濕度指示卡 (HIC)和潮敏標簽等組成。 不同 MSL 的 MSD干燥包裝有詳細要求,具體見表 2:敏感等級包裝前干燥指示卡干燥劑濕度敏感識別 標簽警示標簽1可選可選可選不要求不要求(按 220225分級)要求(不按 220225分級)2可選要求要求要求要求2a-5a要求要求要求要

9、求要求6可選可選可選要求要求表 2MSD 包裝要求MSD 干燥包裝的干燥劑材料用量參考 10.2要求。典型MSD 干燥包裝組成原理見圖 1:圖1 典型MSD 干燥包裝組成原理10.2MSD包裝材料要求10.2.1 防潮包裝袋( MBB)應滿足 MIL-PRF-81705,并要求具有彈性, ESD防護,抗機械強度以及防戳穿,袋子應可以加熱密封, 水蒸氣透過率應小于 0.002gm/in 2(在 40,按“ E”ASTMF39的2 條件的 24小時內彎曲試驗)。序號項目單位指標標準1金屬層電阻歐0.1 歐ASTMD-2572屏蔽性分貝60 分貝MIL-B-81705-C3屏蔽電壓伏特10 伏特EI

10、A5414拉伸強度kg24 磅(10kg)FTMS1015水蒸氣透過量100sq.in/24hrs0.0006gm/100sq.in./24hrsASTMF-12496氧氣透過量100sq.in/24hrs0.0006gm/100sq.in./24hrsASTMF-12497內層表面電阻率(根據需要)歐109- 11歐ASTMF-2578外層外表面電阻 率 (根據需要)歐109- 11歐ASTMF-2579熱封溫度170±1010熱封時間秒0.3-0.511熱封壓力帕40-6012封口強度3kg/cmGB/96-04-1013外觀無分層, 皺紋,翹曲, 破裂, 粘連,異物附 著, 封

11、合邊以外氣 泡 3mmGB/96-04-1010.2.2 干燥劑技術要求: 干燥劑材料要求滿足 MIL-D-3464Type 標準,有維持 5%RH 的吸潮能力。干燥劑材料具有無塵、 非腐蝕性和滿足規定吸潮能力要求等特點。 干燥劑材料包裝在潮氣可穿透干燥袋(通常為高密度聚乙烯材料)中,干燥袋定義材料的吸潮能力,與材料體積無關。可維持 5%RH吸潮能力要求的干燥劑材料在 30 /60%RH環境條件中暴露時間不超過 30 分鐘, 認為是 活性干燥劑(可直接使用) 。干燥劑重新激活后的吸潮能力要求達到其原始能力的80%。除非有重新激活措施保證,干燥劑材料不允許重復使用。常用干燥劑材料參數見表 3:干

12、燥劑材料吸潮能 力重激活條 件單位用量 (Unit)干燥劑能否重復 使用活性粘土( ActivateClay )好11833g可以硅膠( SilicaGel )好11828g可以分子篩( MolecularSieve )極好>50032g不可以表3常用干燥劑材料10.2.3 濕度指示卡( HIC)要求滿足 MIL-I-8835 標準,且最少包含 5%RH、10%RH、 60%RH個3 色彩指示點。 HIC通常由包含氯化鈷 ( CobaltChloride )溶劑的吸水紙組成,其外形要求如圖 2所示。(圖2濕度指示卡( HIC )要求干燥密封 MBB包裝中如果 HIC5%RH 色彩指示點變

13、為粉紅色,而 10%不為藍色,則 2A-5A 級的 MSD需進行 烘烤處理后重新密封包裝;干燥密封 MBB包裝中如果 HIC60%RH 色彩指示點不為藍色,所有 MSD ( 2級及 2級以上)需進行烘烤處理 后重新密封包裝;備注:根據公司實際來料情況,如果來料指示卡為包含5% 、 10% 、 15%3 個色彩指示點的 HIC ,則說明廠家使用的是 JSTD033A 的標準,可以讓步使用,但是需要向廠家要求其承諾按照 JSTD033B 要求的改進計劃。下表列出了常見的不同濕度對應于不同顏色2%RH5%RH10%RH55%RH60%RH65%RH5%藍色(干)淡紫色粉紅色(濕)粉紅色(濕)粉紅色(

14、濕)粉紅色(濕)10%藍色(干)藍色(干)淡紫色粉紅色(濕)粉紅色(濕)粉紅色(濕)60%藍色(干)藍色(干)藍色(干)藍色(干)淡紫色粉紅色(濕)表4 :不同濕度的顏色對照表10.2.4潮濕敏感標簽 潮敏識別標簽( MSIL )和警告標簽要求符合 JEDECJEP113 標準。MSIL ( Moisture-sensitiveIdentifyLabel ),潮敏識別標簽,其要求見圖 3:圖3潮敏識別標簽Moisture-sensitiveCautionLabel ,潮敏警告標簽,其要求見圖。潮敏警告標簽必須包含器件 MSL 、最高 回流焊接溫度、 存儲條件和時間、 包裝拆封后最長存放時間、

15、受潮后的烘烤條件以及包裝的密封日期等相關信息。a、b、濕敏元件的等BB保包裝存的期6限級MSD必須包11、特殊 MSD的濕標敏簽要元求件標志6級MSD標簽要求:識別標簽和潮敏警告標簽,且必須粘貼在運輸容器上1元級件MS最D分高級時耐如溫果最高回流焊接溫度超過 220225,MSD包裝必須包含潮敏含紙最高回流焊接溫度等潮敏相關信息1級MSD標簽要求:警告標簽且注明最高回流焊接溫度;如果包裝上的條碼警已經敏警暴告露標時簽;間也可不使用潮1級MSD分級時如果最高回溫濕度指示值的識別12、MSD管控流程流焊接溫度為 220225,包裝中可不使用潮敏警告標簽烘烤標準防潮袋密封日如果標簽的內容為空白,在1

16、3、潮濕敏感器件操作要求13 1、 MSD包裝儲存環境條件 / 存儲時間要求密封 MSD包裝存儲環境條件要求: 40/90%RH。密封 MSD包裝儲存期限要求: 2年(從 MSD密封日期開始計算)。超存儲期 MSD在使用前必須進行干燥處理和器件引腳可焊性檢測。132MSD車間壽命降額要求MSD包裝拆封后的一般要求在 30/60%RH環境條件下存放,但公司存儲條件可能不滿足上述要求。因此,根據 公司生產環境的實際情況,參考 J-STD-033B 標準,定義 MSD車間壽命的降額要求,具體見表 5:封裝類型以敏感5%102030405060708090及元件體厚度等%度級9435 12444603

17、22616754302a415333281071062516783.1mm423614871069571913包括 PQFPs471023320 >84PinsPLCCs所的 MQFPs或 所有的 BGA30>1mm31098775441311109976525171413121210872035333222211304544433322655554333258777765442035222211111305433222211554433222257765543332035111111111305a21111111132222222125543332222

18、2035588630223213039284322a14258513764369498542035129765221302.1mm3.1m19932231287m25151210953325包括 PLCCs3219151312754(矩形)2018-32PinsSOICs(寬 體)35 SOICs5433221113020Pins475443322125PQFPs97554432280Pins1197665433203532222111130543322211154333321125655444332203511111110.50.5305a21111110.50.52222221112532

19、222222120351710.50.5302a281112521122120358510.50.5303117111<2.1mm141021125包括2013221SOICs<2018Pins所有 TQFPs,35TSOPs或所有 BGAs<743210.50.5301mm4954311112754211251797622120357322110.50.530513532211118643321125268654221205a 71013182356123411231122112211120.51120.511135 30 25 20 表 5 推薦的 MSD 車間壽命要求(

20、單位:天) 133MSD干燥技術要求13.3.1 長期暴露 MSD的干燥要求MSD如果暴露時間,可參考 MSD烘烤條件(表 7)進行重新干燥處理。重新干燥后 MSD密封在有活性干燥劑包裝 的 MBB中可恢復倉儲壽命( ShelfLife )。13.3.2 短期暴露 MSD的干燥要求MSD潮濕環境中暴露時,參考表 6的要求可重新進行干燥處理。MSL暴露時間暴露環境條件車間壽命干燥箱( 5%RH )存放時間要求烘烤要求倉儲壽命 恢復條件所有車間壽命見表 5恢復無見表 7干燥包裝2、2a、3、412 小時30 /60%RH恢復5倍已暴露時間無無5、5a 8小時30 /60%RH恢復10 倍已暴露時間

21、無無2、2a、3累積暴露時間車間壽命30 /60%RH暫停任意時間無無表6MSD干燥技術要求備注:車間壽命“恢復”定義了 MSD的最大暴露時間,車間壽命“暫停”定義了MSD的剩余暴露時間。MSD在 30/60%RH環境中暴露時間較短(見表 6),可使用干燥箱(維持 5%RH)存放的方法進行干燥處 理,具體要求如下:a、 2、2a、3、4級MSD如果暴露時間不超過 12小時, 5倍已暴露時間的干燥箱存放可重新恢復車間壽命。b、 5、5a級MSD如果暴露時間不超過 8小時, 10倍已暴露時間的干燥箱存放可重新恢復車間壽命。c、2、2a、3級 MSD如果累積暴露時間不超過車間壽命,干燥箱存放可停止已

22、 暴露時間的累計,進行 a 定義的時間干燥處理可重新恢復車間壽命。 13.4MSD烘烤技術要求2級以上 MSD,若超過包裝拆封后存放條件及車間壽命要求,或密封包裝下存放時間過長(見警 告標簽上密封日期及存放條件,如果濕度指示卡指示袋內濕度已達到或超過需要烘烤的濕度界限) 或存放、運輸器件造成密封袋破損、漏氣使器件受潮,要求回流焊前必須進行烘烤。對于受潮 MSD,一般可按照廠家原包裝袋上警告標簽中的烘烤條件進行烘烤。對于廠家沒有相 應要求的,推薦采用高溫烘烤( 125)的方法。如果 MSD載體(如卷盤、托碟)不能承受 125高 溫,建議使用高溫載體進行替換。 MSD載體替換過程中注意防止器件 E

23、SD損傷。一般 MSD烘烤處理不 建議使用低溫烘烤條件。烘烤條件的具體要求如下:對于不同等級以及暴露于濕度小于 60%的環境中的濕度敏感性器件, 可按 一個可接受的干燥方式干燥來置零落地壽命時鐘。如果被烘干并密封于帶干 燥劑的濕氣屏蔽包裝袋內,倉儲壽命可被置零。1、用于烘烤的烘箱要求通風以及能夠在濕度小于 5%的條件維持要求的溫度。 2、如果制造廠家沒有特別聲明,在高溫載體內運輸的表貼元件可在125條件下烘烤。3、在低溫載體內運輸的表貼元件不可以在溫度高于 40條件下烘烤, 如果較高 溫度的烘烤被要求,則應將低溫載體撤去換上耐高溫的載體。4、紙或塑料載體(比如紙盒,氣泡袋,塑料包裹等) 在烘烤

24、之前應先將其撤離, 橡膠帶或塑料托盤在 125烘烤時也應撤離。注: 1)用手搬運可能造成機械或 ESD損壞,因此,烘烤后以及干燥的環境用手工搬 動器件時要特別注意 ESD防護。2)如果表貼器件被放在一個沒有烘干載體的干燥袋中,請參考10.1 。3)若載體材料需要再利用,在再利用前需咨詢該材料的確切規格。4)當表貼器件達到規定溫度時烘烤時間開始。5、可焊性限制 烘烤的過程中可能導致氧化或端面金屬化合物,這樣就有可能引起在器件裝配 時可焊性變差,考慮到可焊性,烘烤的時間以及溫度必須要限定,除非制造廠家指 示,在高于 90不高于 125的條件下烘烤時間不應超過 96 小時,如果溫度不高于 90,烘烤

25、時間沒有限制,如果要采用高于 125烘烤,必須咨詢廠家。封裝體等級烘烤125烘烤905%RH烘烤405%RH超過落地壽命72h超過落地壽72h超過落地 壽命 72h超過落地 壽命 72h超過落地壽命72h超過落地壽命 72h厚度1.4mm25h3h17h11h8d5d2a7h5h23h13h9d7d39h7h33h23h13d9d411h7h37h23h15d9d512h7h41h24h17d10d5a16h10h54h24h22d10d厚度>1.4mm2.0mm218h15h63h2d25d20d2a21h16h3d2d29d22d327h17h4d2d37d23d434h20h5d3

26、d47d28d540h25h6d4d57d35d5a48h40h8d6d79d56d厚度>2.0mm4.5mm248h48h10d7d79d67d2a48h48h10d7d79d67d348h48h10d8d79d67d448h48h10d10d79d67d548h48h10d10d79d67d5a48h48h10d10d79d67dBGA封裝 >17mm× 17mm或任 何堆疊的 何管堆芯疊封的裝2-696h參照上面 的封裝厚 度以及敏 感等級不適用參照上 面的封 裝厚度 以及敏 感等級不適用參照上 面的封 裝厚度 以及敏 感等級表 7 已裝配的或未裝配的表貼封裝器件的

27、干燥參考條件封裝體厚度等級烘烤125烘烤1501.4mm27h3h2a8h4h316h8h421h10h524h12h5a28h14h>1.4mm2.0mm218h9h2a23h11h343h21h448h24h548h24h5a48h24h>2.0mm4.5mm248h24h2a48h24h348h24h448h24h548h24h5a48h24h表 8 暴露在濕度大于 60%條件下在干燥包裝前進行烘烤的默認烘烤時間13.5 在用戶現場能夠暫停或置零落地壽命時鐘條件在用戶現場能夠暫停或置零落地壽命時鐘條件見下表 9等級暴露時間 落地干燥時間 對烘烤貨架壽命溫度濕度壽命應濕度復位2

28、,2a,3,4,5,5a任意時間40/85%RH置零NA表4干燥包裝2,2a,3,4,5,5a落地壽命 30/60%RH置零NA表4干燥包裝2a,3,4>12 小時 30/60%RH置零NA表4干燥包裝2,2a,3,4>12 小時 30/60%RH置零5 倍暴露時 間 10%RHNANA5,5a>8 小時 30/60%RH置零NA表4干燥包裝5,5a8 小時 30/60%RH置零10 倍暴露時間 5%RHNANA2,2a,3累積時間落地 壽命暫停任意時間10%RHNANA表 9:暫停或置零落地壽命時鐘14、潮濕敏感器件使用及注意事項14.1MSD器件的技術認證要求1、新器件認

29、證必須確定其潮濕敏感等級,確定其封裝厚度信息,5A、 6級級器件禁止選用。2、器件進入公司時需保證生產日期不超過1年,需要寫入供貨質量保證協議中。3、無鉛器件的 MSL需要在認證時確認。4、要求采購的器件原廠包裝。5、和供應商簽訂的協議中包含 MSD工藝技術要求。14.2 無鉛焊接要求采用無鉛焊接溫度( 260)后器件的潮濕敏感等級會有改變,需要重新確定潮濕敏感等級。器件潮濕敏感 等級庫要對應調整。14.3MSD來料檢驗要求IQC在來料檢驗時要確認 MSD器件是否真空包裝,是否有潮濕敏感指示標簽,如不是則需要判不 合格進行退貨。14.4MSD拆封要求對于MSL為2級以上(包括 2級)的 MSD

30、,拆封時首先查看真空包裝內濕度指示卡(HIC)顯示的受潮程度:如果濕度指示卡指示袋內濕度已達到或超過需要烘烤的濕度界限,則需烘烤后再上 SMT 生產,否則可直接生產。還需檢查 MBB袋中是否有干燥劑,如沒有,判定為不合格來料。 14.5MSD發料要求對于需要拆包分料的潮濕敏感器件, 2 4級MSD要求在 1小時內完成并重新干燥保存, 55a級 MSD要求在 30分鐘內完成并干燥保存(密封真空包裝或置于的干燥箱中);對于當天還需要再進行 分料2級以下(包括 2級) MSD,可不做密封要求;但每天最后未發完的2級以上(包括 2級) MSD都必須重新真空密封包裝或放入干燥箱中保存。倉庫發到車間的 2級以上(包括 2級)的潮濕敏感器件,分料后一律采用真空密封包裝的方法發 往車間 , 必須內含 HIC卡。14.6 剩余 MSD處理要求 為了減少潮敏器件的烘烤周期,包裝開封后未用完且未超過車間壽命的潮濕敏感器件,應立即放入運行中 干燥箱中( 5%RH)或使用活性干燥劑及 MBB密封保存,保存時間可參考表 6.3 的干燥要求。14.7MSD烘烤要求對于超

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