電子元器件防潮箱 

       既然塑封裝IC是非密閉的，必然受潮濕的侵害而最終導致損害和失效。塑封裝材料能吸收足夠的水分，而在高溫下如：熱風再流或波峰焊的情況下導致潮濕敏感元件的開裂，因為封裝的開裂聲是可以聽得見的，所以這種現象稱為爆米花現象。對于在電路板上的封裝元件來說都要經過高溫和過快的溫升，這一熱載荷導致爆米花現象的發生。特別是再流過程使封裝受熱，如：紅外加熱、熱風焊、氣相焊。

       由于爆米花現象引起的破壞包括：封裝與接觸的金屬之間的脫層，象與引腳、芯片之間的脫層、引線鏈接的損壞、基板的開裂、封裝的開裂等、盡管，爆米花現象后塑封的集成電路仍然可以工作，但是它的可靠性卻打了折扣，因為塑封的開裂與脫層不再起保護作用了。由于開裂污染會通過滲透影響工作的電路。因此，對封裝IC在組裝前采取一定的措施的十分重要的。

一、含水量的定義

       對于爆米花現象敏感的塑封元件可以采用適當的封裝來控制潮濕的含量或以及控制組裝的工藝的方法。塑封集成電路的含水量定義為：

       含水量（%wt）=（濕重-干重）/干重*100%典型的高溫吸濕曲線為溫度和相對濕度的函數，符合Fick關系，表明了潮濕的吸收量是溫度的函數，而飽和極限為溫度和相對濕度的函數，它主要決定了穩態時元件濕度的含量。

二、封裝的影響

       元件封裝材料的選取對塑封裝微電路吸潮量的影響會起很大的作用。對于給定的封裝形式，總有一個不會生產封裝爆米花現象的安全水分含量。表1列出了68引腳的PLCC封裝的潮濕含量和封裝開裂的情況。

       從表面可以看出，所測試的元件的安全含水量是0.264%。元件開裂的臨界值取決于封裝與內部器件的粘合情況、取決于封裝的尺寸、結構和引腳的數量、通常、大的和薄的封裝容易產生爆米花現象，因為大封裝容易在基板與芯片的角處產生高的應力；而薄的封裝使潮濕更容易侵入封裝材料內，在封裝與金屬引框處產生高的潮濕積聚。

       ANSI/IPC-SM-786建議塑封集成電路的含水量為0.11%，對于更薄的和更細封裝的元件建議采用更嚴的標準。

器件烘干（125℃/24h）。

其中特別要注意以下幾點：

       1、器件的潮濕敏感等級是與焊接工藝密切相關的。

       2、確定潮濕敏感等級時再流溫度峰值的選擇與封裝體積和厚度有關。

       3、溫度曲線特性與封裝大小有關。

       4、溫度峰值指塑封表面的溫度而不是通常組裝所指的器件引腳溫度。

組裝行業常見的導致器件潮敏失效的原因如下：

       1、原始來料烘干不足或包裝漏氣。

       2、器件拆封后由于種種原因未用完，未及時封入干包裝且重新組裝時未作烘干處理。

       3、返修或返工時，未對相應器件進行烘干處理。

三、包裝

       對于潮濕敏感的器件必須采用防潮的辦法，否則元件在運輸和保存的過程中會吸收超過安全含量的濕氣。防潮包裝可以使元件隔離在高于20%相對濕度的環境下，其他方法，如存放在干燥的環境下也可以。

四、烘干的方法

       若元件潮濕量超過標準，必須采取相應的措施。三種方法可以采用：高溫烘干、低溫烘干、在存有液氮的環境中存放，通常遠近的含水量低于0.05%的干燥，元件被干燥至低于含濕標準，以備在元件的運輸、貼裝前又一定的時間容量。

       1、高溫烘烤

       去潮是按擴散的原理完成的、高溫有助于擴散而減少去濕時間。（溫度不容許高于封裝的玻璃體化溫度）典型的高溫烘干是保持在125℃，實際的烘干時間在16-24小時之間不等。〔IPC-SM-786A〕也有自己的標準，時間依封裝不同而變化。封裝內殘余的濕氣量必須仔細的估量，因為濕氣可能會在最關鍵的部位，如金屬化表面已封裝的結合面，盡管此時整個元件的含水量不多。

       去濕的時間與封裝的結構和材料有關，薄封裝的比厚封裝的去濕要快，因為薄裝的去濕厚度要比厚封裝的去濕厚度要小，吸濕慢的去濕也蠻。

       盡管高溫去濕很快，但也有不足，既它會導致金屬間化合物在引線中的生成同時也會氧化引線的光潔度。反復的高溫烘干會加快銅引腳上Cu6Sn5金屬間化合物的生成，而Cu6Sn5會降低可焊接性能。建議在125℃時烘干，時間不超過24小時，除非烘干后焊接的可靠性能夠得到保證。大多數包裝在高溫下儲藏都不可靠，揮發的氣體對引腳的可焊接性會有影響，因此，建議烘干錢，去掉包裝袋。不幸的是其他的操作會引起引腳的非工面性和彎曲。

       2、低溫烘干

       低溫烘干常用來代替高溫烘干來去除塑封元件內的水分。低溫烘干的溫度和濕度分別控制在40℃和〈20%RH，在低溫下保持低相對濕度是非常重要的。IPC-SM-786A建議，在40℃時，用干燥的氮或干燥的空氣來循環使相對濕度低于20%RH。但是，這時間很長，根據最初的含水量，此時，時間要高達一個月，Intel公司建議在40℃和〈5%RH，烘干192小時。此時，對于48引腳的塑封元件，殘余水汽量低于0.08%.

       低溫烘干的優點是它不需要從包裝盒、盤或帶取出，這將減小對引腳碰的損壞，而且，此時的低溫烘干等效于高溫烘干，但是，烘干的時間較長。由于金屬化合物的生成很慢，所以引腳的可焊性不受影響。如打開包裝后，以上兩種烘干的可在相同環境下可存放時間幾乎相同。

       3、液氮烘干

       塑料封裝可以放在室溫下才存有液氮的環境下以避免潮濕的侵入或減少吸潮的可能性。由于流動的氮氣吸收了封裝器件中的潮氣，因此封閉的環境下維持較低的潮濕濕度，隔絕后的封裝器件保持了較好的干燥度。因為氮氣的惰性氣體有防止氧化的作用，所以引腳的可焊接性良好，金屬化合物的生成在室溫下也沒有加速。打開包裝后，在相同環境心愛存放時間與低溫烘干情況相比，但是存放元件的數量有限。

       綜合所述，潮濕對封裝器件存在著較大的影響，即使再流時不出現爆米花現象，對器件的可靠性也將會有很大的影響。因此，必須采取適當的防護和在流前的烘干，才能保證把潮濕對元件的影響降到最小的程度，從長遠的角度提高器件和組裝的可靠性。

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