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一，潮湿对电子元器件造成的危害
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5 H5 \* @! c; e- \! `1 g5 m8 J6 l 当电子元器件朝着小型化和廉价化方向发展，塑料封装就成为了一项标准做法。但潮湿气体会透过封装材料及元器件的接合面进入到器件的内部，一方面造成内部电路氧化腐蚀短路，另一方面当SMD器件吸湿度率达到0.1wt%时，在电子元器件组装焊接过程中的高温会使进入IC内部的潮湿气体受热膨胀产生足够的压力，使塑料从芯片或引脚框上的内部分离(脱层)、线捆接损伤、芯片损伤、和不会延伸到元件表面的内部裂纹等。甚至裂纹会延伸到元件的表面，最严重的情况就是元件鼓胀和爆裂，又称为“爆米花”，这将导致返修甚至要废弃该组装件。更为重要的是那些看不见的、潜在的缺陷会溶入到产品中去。
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非IC类电子元器件也会受到潮湿的危害。如印刷电路板吸湿度率达到0.2wt%时，也会导致裂纹和分层；继电器的触点受潮氧化，导致接触不良；硅晶体氧化；其它诸如陶瓷器件、液晶器件、石英器件、光电器件、红外与激光器件、连接线、接插件等等，都会受到潮湿的危害。
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" y8 h5 J1 E" D, Z8 L9 y$ d2 { 潮湿对电子元器件的危害，已成为一项非常严峻的事情，随着潮湿敏感性元件使用的增加，诸如薄的密间距元件(fine-pitch device)和球栅阵列(BGA, ball grid array)，这个问题就越严重。7 X3 W3 [7 J5 u7 P% r& e
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二，关于IPC-M-109标准
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为确保潮湿气体不进入器件中，美国电子工业联合会（IPC）和电子元件焊接工程协会（JEDEC）之间共同研究制定和发布了 IPC-M-109, 潮湿敏感性元件标准和指引手册。. ~* M6 Z4 _& L" S+ L$ s$ Y: I: z* L/ z
0 ^" Q1 U9 y1 p8 D- C3 E8 T IPC-M-109统一和修订了两个以前的标准：IPC-SM-786 和JEDEC-JESD-22-A112（这两个文件现在都过时了）。新的标准包含有许多重要的增补与改动。
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IPC-M-109包括以下七个文件，其中关于潮湿敏感元件防护的文件有：
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]1 A& G* B) h* [3 s1 c8 m, D Z（1），IPC/JEDEC J-STD-020 塑料集成电路(IC)SMD的潮湿/回流敏感性分类
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该文件的作用是帮助制造厂商确定元器件对潮湿的敏感性，并列出了八种潮湿分级和车间寿命(floor life)。
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% I. y4 Y" n* W. V" ]* D潮湿敏感水平 SMD防湿包装拆开后暴露的环境 车间寿命：
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. q0 j+ R3 {& w9 k# F 1 级 暴露于小于或等于30°C/85% RH 没有任何车间寿命
( x$ m# G4 q p ~. F
% p0 E% {2 ]9 J: a% D 2 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 一年车间寿命3 D* [, v1 x. D- p, Q; ~, P
' ?& y8 Q9 n" B0 [/ ] 2a 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 四周车间寿命* ^" Q' ^% j, B, s. w
/ V% {; l8 [, A+ L* ]$ R
3 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 168小时车间寿命# f1 s* K- V) o( |
6 L, [) v- ]$ y
4 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 72小时车间寿命$ }+ v# b7 ^! i
7 C [1 \! y4 t( O3 @2 X3 l& ^ 5 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 48小时车间寿命$ N- e5 o/ e. b
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5a 级 暴露于小于或等于30°C/60% RH 24小时车间寿命# h$ ?0 X" d- u! A2 ]1 `) w0 W
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6 级 暴露于小于或等于30°C/60%RH 72小时车间寿命8 F& j% J4 L5 _# x* O" G% e+ x# a# X
$ |$ w; E0 V7 i1 i9 N(对于6级，元件使用之前必须经过烘焙，并且必须在潮湿敏感注意标贴上所规定的时间限定内回流。)
0 _" F+ M7 Q; J n6 c' x9 E* [5 B. k) X3 L2 L& l
增重(weight-gain)分析用来确定确定一个估计的车间寿命，而失重(weight-loss)分析用来确定需要用来去掉过多元件潮湿的干燥时间
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% [% o: `$ f& W（2），IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性SMD的处理、包装、装运和使用标准
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2 K B- C+ v3 h% B) y* [ 该文件提供处理、包装、装运和干燥潮湿敏感性元件的推荐方法。
! ^2 o: f. y6 _7 I( d5 U
$ Y+ z% z' j4 [ 干燥包装涉及将潮湿敏感性元件与去湿剂、湿度指示卡和潮湿敏感注意标贴一起密封在防潮袋内。标贴含有有关特定温度与湿度范围内的货架寿命、包装体的峰值温度(220°C或235°C)、开袋之后的暴露时间、关于何时要求烘焙的详细情况、烘焙程序、以及袋的密封日期。
" i/ z4 Q' M, t+ L4 D
# s$ q( s' A: z! [; x. ] 潮湿敏感水平为1 级的，装袋之前干燥是可选的，装袋与去湿剂是可选的、标贴是不要求的，除非元件分类到235°C的回流温度。
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潮湿敏感水平为2 级的，装袋之前干燥是可选的，装袋与去湿剂是要求的、标贴是要求的。 a: Z: b' n# R; o5 ^
# t- Z- _- Z0 ^; v( x3 \4 x 潮湿敏感水平为2a ~ 5a 级的，装袋之前干燥是要求的，装袋与去湿剂是要求的、标贴是要求的。
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潮湿敏感水平为6 级的。装袋之前干燥是可选的，装袋与去湿剂是可选的、标贴是要求的。
* v6 X0 w# S6 U, K
; b( `4 P: F6 H5 x- }8 Q IPC的干燥包装之前的预烘焙推荐是：( k" A F" }4 N! K# M/ H
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包装厚度小于或等于1.4mm：对于2a-5a 级别，125°C的烘焙时间范围8~28小时，或150°C烘焙4-14小时。
" a/ b, H, L6 \
& i+ O9 b* Z2 a 包装厚度小于或等于2.0mm：对于2a-5a 级别，125°C的烘焙时间范围23-48小时，或150°C烘焙11-24小时。# E1 Q# J' m ~# l0 K% G5 Z
$ Q( T: h- Y- d; W2 H2 ]: ~/ p 包装厚度小于或等于4.0mm：对于2a-5a 级别，125°C的烘焙时间范围48小时，或150°C烘焙24小时。
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IPC的车间寿命过期之后的后烘焙推荐是：
6 H5 g' o7 n) b# j: [/ f J# S: {
6 R2 T+ |8 @, g. M 包装厚度小于或等于1.4mm：对于2a ~5a 级别，125°C的烘焙时间范围4~14小时，或40°C烘焙5~9天。
" `( v5 ^% k# V/ O2 a) L0 C
8 E, b. I8 I5 s8 s G7 @, g/ V 包装厚度小于或等于2.0mm：对于2a ~5a 级别，125°C的烘焙时间范围18~48小时，或40°C烘焙21~68天.: W/ p- Y$ F- H
! x l7 G5 x4 X: x 包装厚度小于或等于4.0mm：对于2a ~5a 级别，125°C的烘焙时间范围48小时，或40°C烘焙67或68天。' S. J" h3 J* Z, |# u2 b
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元件干燥使用常温干燥箱去湿或烘焙两种方法之一。' Y& {/ ?9 }( l+ N
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烘焙去湿
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烘焙比比较复杂。基于潮湿敏感水平级别不同和包装厚度的不同，有一些干燥包装前的预焙的推荐方法。但指出烘焙温度可能造成引脚氧化或引起过多的金属间增生(intermetallic growth)从而降低引脚的可焊接性。并不要将元件存储在烘焙温度下的炉子内。
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常温干燥箱去湿：( V# S, m3 ]; d2 Z- f {
4 [, K6 `9 S6 e( S' r 对于潮湿敏感水平为2-4级的防湿包装拆开后的SMD，如暴露在小于或等于30°C/60% RH环境下，将其放入湿度为10%RH的常温干燥箱中，经过暴露时间 X 5倍的除湿保管时间，可以恢复原来的车间寿命。
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对于潮湿敏感水平为5-5a级的防湿包装拆开后的SMD，如暴露在小于或等于30°C/60% RH环境下，将其放入湿度为10%RH的常温干燥箱中，经过暴露时间 X 10倍的除湿保管时间，可以恢复原来的车间寿命
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' m, x- l- ^2 h. a# A u（3），IPC-9503 非IC元件的潮湿敏感性分类3 q5 J/ t! G; v8 ]% h$ O9 ]
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该文件的作用是帮助制造厂商确定非IC元件的电子元器件对潮湿的敏感性和防护要求。4 m: e+ P. ]4 i6 m
# @4 N2 W, Q1 n* T2 s+ N三，结论
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4 u% q/ M& l r# ?! i0 X7 I5 H7 f8 w IPC-M-109为电子制造厂商潮湿对电子元器件的危害问题提供了标准和方法,只要认真贯彻执行，可将有效地将潮湿对电子元器件的危害降到最低程度。$ m* S1 z8 @0 a m0 N* v5 {" i
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0 t% C* B/ Y5 o' x A文/东莞爱酷防潮设备科技有限公司-黄
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发表于 2012-10-15 09:31
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