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潮湿/回流敏感性表面贴装元件的处理、包装、运送和使用国际标准

智硕干燥柜、智硕防潮柜、智硕电子防潮柜、电子防潮柜、防潮柜、干燥柜
 
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国标IPC/JEDEC J-STD-033B
 
前一阵子经常被问到一些关于湿敏零件(MSL)的烘烤问题,刚好最近有收到一份较完整的 IPC/JEDEC J-STD-033B 的2005年英文版文件,这份文件的英文标题是 Standard for Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices(潮湿/回流敏感性表面贴着元件的处理、包装、运送和使用标准),该文件提供湿敏元件的处理、包装、运送和使用标准,也推荐了零件受潮后干燥的方法。
之前我也有从网路上拿到这份文件,但却是1999年的版本,我发现2005年的版本已经有了大幅度的更新MSL零件的一些烘烤条件,而且也更清楚的定义了重复烘烤的时间与温度要求,还特别说明什么情况下可以使用「智硕干燥柜」来重新设定或暂停暴露车间的时间(floor life)。
我特别把其中最重要的第4章节的DRYING(干燥)翻译成中文如下,如果翻译有不妥的地方或谬误也请通知我改正。相信这一段文字可以澄清很多之前有问过湿敏零件烘烤的问题。
4. 干燥
下面两个表格是针对各类湿敏等级以及暴露于大气湿度 ≦60% RH 情况下所给予的烘烤选项,经由烘烤所允许的选项可以重新计算车间寿命(floor life)的时间。如果经过烘烤并密封在有新干燥剂的防潮袋(MBB)内,保存期限(self life)就可以重新计算。表格4-1、4-2及4-3列出了SMD封装元件的烘烤参考条件。表格4-1列出在使用者端的SMD封装元件超出车间寿命或发生其他超出湿气暴露时间情况下重新烘烤的条件 。表格4-2列出供应商或批发商在干燥包装以前的烘烤条件,以及所允许的最大制造厂暴露时间(MET)。表格4-3根据4.1条款归纳在使用者端重计或暂停车间寿命计时的条件 。
 
4.1 曝露于工厂环境后  元件曝露在工厂环境中超过1小时,再收到干燥包装或干燥箱中不一定可以暂停或重计车间寿命,但若条件符合4.1.2,则车间寿命的计时可以暂停或重计,参考表格4-3。
 
4.1.1 任意时间持续曝露   SMD湿敏元件仅曝露在60%RH以下的工厂环境中,不论暴露时间的长短,都可以经过适当高温或低温的烘烤,依据表格4-1就可以进行回流焊,或是依据表格4-2 就可以重新干燥包装,使用智硕干燥柜存放
 
4.1.2 短时间持续曝露  前述仅曝露在30℃/60%RH以下工厂环境中的SMD元件,可以使用干燥包装或干燥箱经由室温来干燥即可。如果有使用干燥包装,而且总暴露时间不超过30分钟,则原来的干燥剂可以重新使用。
 
4.1.2.1 湿敏等级 2-3  湿敏等级 2、2a、3 的元件暴露车间时间不超过12小时,只要根据表格4-3经过最少5倍于暴露大气的时间干燥,就足以重设车间时间。这个方法可以依据3.3或是放置在10%RH以下的干燥柜内来达成。
 
针对所有暴露没有超过规定车间时间的元件,使用干燥包装或放置在10%RH以下的智硕干燥柜内,只要符合表格5-1以及表格 7-1的条件,将可以停止或暂停车间时间的累计。
 
4.1.2.2 湿敏等级 4,5,5a  湿敏等级 4、5、4a 的元件暴露车间时间不超过8小时,只要根据表格4-3经过最少10倍于暴露大气的时间干燥,就足以重设车间时间。这个方法可以依据3.3或是放置在5%RH以下的智硕干燥柜内来达成。
一旦车间时间被重设,必须参考5.3安全储存条件。
 
4.2 烘烤时的一般考虑  使用烤箱进行烘烤时,必须有排风口,而且可以维持在要求的温度与5%RH以下的湿度。
 
4.2.1 高温包装  除非SMD零件制造厂有特别声明,否则一律使用可以承受125℃的高温包装,或用放置在10%RH以下的智硕干燥柜来完成。
 
4.2.2 低温包装  使用低温包装的SMD零件无法烘烤超过40℃,如果需要高温烘烤时,必须拿掉其低温包装并使用安全的高温容器(carrier)才可以烘烤,烘烤后再包装回原来的低温包装。
 
注1:人工操作可能会增加机械结构或静电损坏的风险。
注2:如果SMD零件被放置在未烘烤过的干燥袋子中时,请参考3.3.2.2。
 
4.2.3 纸类与塑胶容器  纸类及塑胶容器(如纸板、泡泡袋、塑胶包装…等)在烘烤前都应该要挑出来,管塞(rubber band)及tray盘带在高温(125℃)烘烤前也必须挑出来。
 
4.2.4 烘烤时间  当所有SMD零件达到规定的温度时才开始计算烘烤时间。
 
4.2.5 静电防护  静电防护作业依据 EIA-625,如果使用真空吸笔在湿度的环境下执行时,比如说干燥的环境、或是刚烘烤完毕的时候,静电防护作业就显得非常的重要。
 
4.2.6 包装容器再用  要再重新使用这些包容器时,必须对这些材料的规格做出适当的考量。
 
4.2.7 焊锡性限制
 
4.2.7.1 氧化风险  烘烤零件可能会导致零件氧化或生成共金(intermetallic),进而影响焊接以及电路板组装的品质问题,为了确保焊锡性,必须要控制零件烘烤的时间和温度。除非供应商有特殊说明,否则零件在90℃~120℃的累计烘烤时间不可以超过96小时。如果烘烤温度在90℃以下,则没有烘烤时间的限制。烘烤温度如果需要高于125℃,必须洽询供应商,否则是不被允许的。
 
4.2.7.2 包装容器除气的风险  必须要注意包装容器的除气作业(out-gassing)不会影响到焊锡性。
 
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