浅谈潮湿敏感器件的干燥及使用注意事项

迟玮玮 陆定红

摘 要：潮湿敏感器件的吸潮现象使其成为严重影响使用系统可靠性的关键器件，本文通过概述潮湿敏感器件干燥要求，结合美国IPC和JEDEC发布的IPC-M-109标准，浅析了潮湿敏感器件的使用注意事项。

关键词：MSD；干燥；注意事项

中图分类号：TQ560.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0072-02

0 引言

潮湿敏感器件广泛使用于武器系统之中，由于其所处使用环境的工作速率高、贮存时间长，且环境湿度带来的影响随着时间的积累才能暴露，不能通过现有的试验手段立刻呈现，导致潮湿敏感器件成为影响武器系统可靠性的关键器件。本文根据潮湿敏感器件的危害原理和表现形式，依据IPC/JEDEC J-STD-020C标准的分级要求，结合IPC/JEDEC J-STD-033标准的处理和使用方法，介绍了潮湿敏感器件在储存和使用中的注意事项。

1 潮湿敏感器件的定义

采用塑料封装的器件容易在潮湿的环境中吸收水汽，这是塑料的非气密性造成的，当对吸收了水汽的器件进行表面回流焊接时，高温环境将使水汽气化膨胀，导致器件的塑料部分与周围连接失效，造成内部鼓胀或破裂等问题，具有此类特征的器件定义为潮湿敏感器件（以下简称：MSD），所有采用会被潮气渗透材料封装的表面安装工艺器件均称为MSD[1]。

2 MSD吸潮产生危害的原理及表现形式

由于吸潮现象，MSD的封装材料内部会扩散渗透入大气中的水分，当器件贴装到PCB上，进行回流焊接时，器件温度远高于100℃，内部渗透的水分将快速汽化膨胀，导致水分聚集部位压力突增，造成材料脱离或断裂的不良后果，其危害原理如图1所示。

其危害表现形式主要有：（1）电路氧化短路；（2）引线拉细变形或断裂；（3）芯片和线捆接损伤；（4）组件在晶芯处产生裂缝；（5）回流焊接时器件内部产生脱层，塑料从芯片或引脚框内部分离；（6）各类鼓胀和爆裂。

3 MSD的干燥方法

通常采用恒温烘干的方法，据MSD的MSL、体积和环境温湿度状况，烘干过程各有不同，干燥处理后，MSD的Shelf Life和Floor Life可从零算起。当MSD周围的温湿度不符合要求或曝露时长超过了Floor Life，其烘干方法如表1所示，密封装袋至MBB前的烘干方法如表2所示，需要注意的是，MSL为6级的MSD在使用前必须重新烘干，并且回流焊接时间不能超过湿度敏感警示标志上的规定值[2]。

4 MSD储存和使用中的注意事项

由于实际环境的变化不能满足规定的要求，从MBB中取出MSD后，器件的Floor Life无法与外部环境保持一定的函数关系，介于实际变化情况，储存MSD时有以下几个注意事项：

（1）对于所有的MSD，若曝露的外部环境为≤60%RH时，那么在回流焊接或密封包装前，必须按干燥方法一节中的要求进行烘烤处理。

（2）对于所有的MSD，若曝露的外部环境没有超过30℃或≤60%RH，时长不超过30min，且以前没有受潮，使用干燥箱或MBB（干燥剂仍可使用）继续保存即可。

（3）对于2～4级的MSD，若曝露时间未超过12h，重新干燥处理的保持时间需为曝露时间的5倍，若用干燥箱进行重新干燥，箱内湿度需保持在10%RH以内。其中，对于2、2a或者3级的MSD，若曝露时间未超过规定的Floor Life，那么放在干燥袋或干燥箱（箱内湿度≤10%RH）内的时间，不计为曝露时间。

（4）对于5～5a级的MSD，若曝露时间未超过8h，重新干燥处理的保持时间为曝露时间的10倍。若用干燥箱进行重新干燥，箱内湿度需保持在5%RH以内，曝露时间可在干燥处理后从零计算。

（5）对于需要拆包分料的MSD，2～4级MSD要求在1h内完成干燥保存，5～5a级的MSD要求在30min内完成干燥保存；对于当天还需进行分料的MSD（2级及以下等级），可不做密封要求；但当天未发完的MSD（2级及以上等级）必须重新干燥保存。

使用MSD时有以下几个注意事项：

（1）回流焊接MSD时，必须严格控制升温速率，不能超过2.5℃/s，按厂家要求保证焊接温度和持续时间，最大回流焊接次数不能超过3次。

（2）含有MSD器件的电路板焊接完成后，需在MSD规定Floor Life内完成三防涂覆。

（3）对于双面回流焊接工艺单板，设计时应充分考虑MSD贴片的Floor Life，任一单板上的所有MSD在第二次回流焊接前，暴露时间不能超过规定的Floor Life。若贴片后的MSD采用波峰焊接，焊接前也必须确保MSD未超其规定的Floor Life。

5 结语

由于MSD的吸潮现象，会给器件的电气性能造成严重影响和破坏，现有的试验手段无法及时排除，本文依据美国IPC和JEDEC共同發布的IPC-M-109《潮湿敏感性元件标准和指导》中关于器件潮湿敏感防护的内容，对MSD在储存和使用中的注意事项进行了概述。

参考文献

[1]雷斌，谢相利.潮湿敏感器件装配工艺研究[J].技术研发，2012，12（5）：12-16.

[2]胡德春.应用PDCA实现湿度敏感器件的有效控制[J].电子与封装，2013，4（4）：7-10.