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IPC-J-STD-033D CN

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IPC/JEDEC J-STD-033D CN
2018 年 4 月
取代 J-STD-033C
2012 年 2 月
联合工业标准
潮湿、再流焊和工艺
敏感器件的操作、包
装、运输及使用
®
公告
IPC和JEDEC标准及出版物,通过消除制造商与客户之间的误解,
推动产品的可交换性和产品的改进,协助买家进行选择并以最短
的延迟时间获得满足其特殊需要的适当的产品,以实现为公众利
益服务的宗旨。这些标准和出版物的存在,即不应当有任何考虑
排斥IPC或JEDEC会员或非会员制造或销售不符合这些标准和出
版物要求的产品,也不应当排斥那些IPC或JEDEC会员以外无论
是国内还是国际的公众自愿采用。
IPC或JEDEC提供的标准和出版物是推荐性的,不考虑其采用是
否涉及有关文献、材料或工艺的专利。IPC或JEDEC既不会对任何
专利所有者承担任何义务,也不会对任何采用这些推荐性标准和
出版物的团体承担任何义务。使用者对于一切专利侵权的指控承
担全部辩护的责任。
本联合标准中的材料由IPC塑料芯片载体裂纹任务组(B-10a)和
JEDEC JC-14.1封装器件可靠性测试方法委员会联合开发。
欲获取更多技术信息,请联系:
JEDEC
Solid State Technology Association
3103 �orth 10th Street, Suite 240-S
Arlington, VA 22201-2107
Tel 703 907.0026
Fax 703 907.7501
IPC
3000 Lakeside Drive, Suite 309S
Bannockburn, Illinois
60015-1249
Tel 847 615.7100
Fax 847 615.7105
请使用本标准后所附《标准改善填写表》
。
©2018版 权归 弗吉尼亚州阿灵顿市的JEDEC和伊利诺斯州班诺克本市的IPC所有。依据《国际版权公约》及《泛美
版权公约》保留所有权利。任何未经版权所有者的事先书面同意而对本资料进行的复印扫描或其它复制行为被严
格禁止并构成《美国版权法》意义下的侵权。
®
IPC/JEDEC J-STD-033D CN
潮湿、再流焊和工艺敏感器件
的操作、包装、运输及使用
If a conflict occurs
between the English
and translated versions
of this document, the
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take precedence.
本文件的英文版本与翻
译版本如存在冲突, 以
英文版本为优先。
取代:
IPC/JEDEC J-STD-033C
2012年2月
IPC/JEDEC J-STD-033B.1
含修订本1 - 2007年1月
IPC/JEDEC J-STD-033B 2005年10月
IPC/JEDEC J-STD-033A 2002年7月
IPC/JEDEC J-STD-033 -
1999年4月
JEDEC JEP124
IPC-SM-786A - 1995年1月
IPC-SM-786 - 1990年12月
由 IPC 塑料芯片载体裂纹任务组(B-10a)和 JEDEC JC-14.1
封装器件可靠性测试方法委员会联合开发,由 IPC TGAsia
B-10a CN 技术组翻译。
鼓励本标准的使用者参加未来修订版的开发。
联系方式:
JEDEC
Solid State Technology Association
3103 North 10th Street, Suite 240-S
Arlington, VA 22201-2107
Tel 703 907.0026
Fax 703 907.7501
IPC 中国
电话:400-621-8610
+86-21-2221-0000
邮箱:BDAChina@ipc.org
网址:www.ipc.org.cn
青岛 上海 深圳 北京 苏州 成都
IPC
3000 Lakeside Drive, Suite 309S
Bannockburn, Illinois
60015-1249
Tel 847 615.7100
Fax 847 615.7105
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April 2018
2018
April
2018
年4月
SINGLE
SINGLE USER
USER LICENSE
LICENSE -- NOT
NOT FOR
FOR USE
USE ON
ON A
A NETWORK
NETWORK OR
OR ONLINE
ONLINE
IPC/JEDEC J-STD-033D
J-STD-033D
IPC/JEDEC
IPC/JEDEC
J-STD-033D-CN
鸣谢
Acknowledgment
IPC 和 JEDEC 潮湿类任务组的成员联合共同努力开发出了此项标准。谢谢他们为此做出的无私奉献。
Any
document
任何包含复杂技术的标准都要有大量的资料来源。我们不可能罗列所有参与和支持本标准开发的个人和
Any
document involving
involving aa complex
complex technology
technology draws
draws material
material from
from aa vast
vast number
number of
of sources
sources across
across many
many continents.
continents. While
While the
the
principal
members of
of the
the Plastic
Plastic Chip
Chip Carrier
Carrier Cracking
Cracking Task
Task Group
Group (B-10a)
(B-10a) of
of the
the Packaged
Packaged Electronic
Electronic Components
Components
Committee
单位,下面仅仅列出了潮湿敏感度分级联合工作组的主要成员。然而我们不得不提到
IPC TGAsiaCommittee
B-10a
principal
members
(B-10)
are
CN 技术组的成员,他们力求译文文字的信达雅,为此标准中文版的翻译、审核付出了艰苦的劳动。我
(B-10)
are shown
shown below,
below, it
it is
is not
not possible
possible to
to include
include all
all of
of those
those who
who assisted
assisted in
in the
the evolution
evolution of
of this
this standard.
standard. To
To each
each of
of them,
them,
the
members
of
the
IPC
extend
their
gratitude.
们在此一并对上述各有关组织和个人表示衷心的感谢。
the members of the IPC extend their gratitude.
Plastic
Chip
Plastic
Chip Carrier
Carrier Cracking
Cracking
IPC 塑料芯片载体裂纹
B-10a
Task
Group
Task
Group
任务组
主席
Chairman
Chairman
Steven
Steven R.
R. Martell
Martell
Nordson
Nordson Sonoscan
Sonoscan
JEDEC
JEDEC JC
JC
14.1
Committee
JEDEC
JC14.1
14.1Committee
委员会
主席
Chairman
Chairman
Ife
Ife Hsu
Hsu
Intel
Intel Corporation
Corporation
Joint
Joint Moisture
Moisture Classification
Classification Working
Working Group
Group Members
Members
联合工作组成员
Joseph
Joseph Kane,
Kane, BAE
BAE Systems
Systems Platform
Platform
Solutions
Solutions
Mudasir Ahmad,
Ahmad, Cisco
Cisco
Mudasir
Robert
DiMaggio,
Robert DiMaggio, Clariant
Clariant
Mark Reese,
Reese, Clariant
Clariant
Mark
Francis
Francis Classe,
Classe, Cypress
Cypress
Chris Brigham,
Brigham, Evans
Evans Analytical
Analytical Group
Group
Chris
Mark
Burns,
Global
Foundries
Mark Burns, Global Foundries
Shi Dan
Dan Bing,
Bing, Huawei
Huawei
Shi
Guo
Fujan,
Huawei
Guo Fujan, Huawei
Jiao Huifang,
Huifang, Huawei
Huawei
Jiao
Russ
Lewis,
Hewlett-Packard
Russ Lewis, Hewlett-Packard
Curtis Grosskopf,
Grosskopf, IBM
IBM Corporation
Corporation
Curtis
Andreas
Preussger,
Infineon
Andreas Preussger, Infineon
Dennis
Dennis Cerney,
Cerney, Infineon
Infineon
Ife Hsu,
Hsu, Intel
Intel Corporation
Corporation
Ife
Alan
Alan Lucero,
Lucero, Intel
Intel
Gautam Verma,
Verma, Intel
Intel
Gautam
Ken
McGhee,
JEDEC
Ken McGhee, JEDEC
Perry
Perry Keller,
Keller, Keysight
Keysight
Ash
Kumar,
Ash Kumar, Microchip
Microchip
Dongie
Dongie Xie,
Xie, Nvidia
Nvidia
Bob
Knoell,
Bob Knoell, NXP
NXP Semiconductors
Semiconductors
Nicholas
Lycoudes,
Nicholas Lycoudes, NXP
NXP
Semiconductors
Semiconductors
Stevan
Stevan Hunter,
Hunter, On
On Semi
Semi
Mumtaz Bora,
Bora, Peregrine
Peregrine
Mumtaz
Semiconductor
Semiconductor
Richard
Richard Iodice,
Iodice, Raytheon
Raytheon Company
Company
Jinhwan Kim,
Kim, Samsung
Samsung
Jinhwan
Heon
Heon Sang
Sang Lim,
Lim, Samsung
Samsung
Mian Quddus,
Quddus, Samsung
Samsung
Mian
Michelle
Michelle Ogihara,
Ogihara, Seika
Seika Machinery
Machinery Inc.
Inc.
Steven
Martell,
Sonoscan
Inc.
Steven Martell, Sonoscan Inc.
James
James Berry,
Berry, Texas
Texas Instruments
Instruments
Larry
Ting,
Texas
Instruments
Larry Ting, Texas Instruments
Stephen
Stephen Tisdale,
Tisdale, Tisdale
Tisdale Environmental
Environmental
Consulting
Consulting
Bruce Hughes,
Hughes, US
US Army
Army
Bruce
Additionally,
Additionally, we
we would
would like
like to
to express
express our
our appreciation
appreciation to
to the
the JEITA
JEITA members
members for
for their
their support
support in
in improving
improving J-STD-033
J-STD-033 rev
rev D.
D.
In
In Memorium
Memorium
The
The Joint
Joint Committee
Committee would
would like
like to
to especially
especially acknowledge
acknowledge Jack
Jack T.
T. McCullen
McCullen and
and Richard
Richard L.
L. Shook
Shook for
for their
their outstanding
outstanding
contributions and
and leadership
leadership in
in the
the development
development of
of J-STD-033.
J-STD-033.
contributions
iii
iii
iii
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
IPC TGAsia B-10a 技术组名单
杨振英(主席)
付成丽
黄志宏
潘祥虎
向雪莲
项 羽
张海星
张 伟
张晓燕
iv
深圳市美信检测技术股份有限公司
佰电科技(苏州)有限公司
兢陆电子(昆山)有限公司
株洲中车时代电气股份有限公司
精博电子(南京)有限公司
深圳市同方电子新材料有限公司
无锡市同步电子制造有限公司
深圳市美信检测技术股份有限公司
伟创力电子技术(苏州)有限公司
2018 年 4 月
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
目录
前言 ……………………………………………… 1
3.2.1
干燥要求 - 等级 2a-5a ……………………… 4
1.1
目的 ………………………………………… 1
3.2.2
载体材料的干燥要求 ……………………… 4
1.2
范围 ………………………………………… 1
3.2.3
干燥要求 …………………………………… 4
1.3
组装工艺 …………………………………… 1
3.2.4
烘烤和装袋之间超出的时间 ……………… 4
1.3.1
批量再流焊 ………………………………… 1
3.3
干燥包装 …………………………………… 4
1.3.2
局部加热 …………………………………… 1
3.3.1
说明 ………………………………………… 4
1.3.3
插座器件 …………………………………… 1
3.3.2
材料 ………………………………………… 4
1.3.4
点对点焊接 ………………………………… 1
3.3.3
标签 ………………………………………… 6
1.3.5
水清洗 ……………………………………… 1
3.3.4
隔潮袋密封 ………………………………… 7
1.4
可靠性 ……………………………………… 2
3.3.5
烘干预警 …………………………………… 7
1.5
术语和定义 ………………………………… 2
3.3.6
保存期限 …………………………………… 8
1.5.1
活性干燥剂 ………………………………… 2
1.5.2
条码标签 …………………………………… 2
4
1.5.3
批量再流焊 ………………………………… 2
4.1
暴露于车间环境 …………………………… 10
1.5.4
载体 ………………………………………… 2
4.1.1
任意时间的暴露 …………………………… 10
1.5.5
干燥剂 ……………………………………… 2
4.1.2
短时间的暴露 ……………………………… 10
1.5.6
现场寿命 …………………………………… 2
4.2
烘烤的考虑因素 …………………………… 11
1.5.7
湿度指示卡(HIC)………………………… 2
4.2.1
高温载体 …………………………………… 11
1.5.8
制造商暴露时间(MET) ………………… 2
4.2.2
低温载体 …………………………………… 11
1.5.9
隔潮袋(MBB) …………………………… 2
4.2.3
纸质和塑料容器 …………………………… 11
1.5.10
潮湿敏感标签(MSID)…………………… 2
4.2.4
烘烤时间 …………………………………… 11
1.5.11
湿气敏感度等级(MSL) ………………… 2
4.2.5
ESD 防护 …………………………………… 11
1.5.12
返工 ………………………………………… 2
4.2.6
载体的重复使用 …………………………… 11
1.5.13
工艺敏感水平(PSL)……………………… 2
4.2.7
可焊性限制 ………………………………… 11
1.5.14
保存期限(密封在 MBB 中的器件)……… 3
1.5.15
SMD ………………………………………… 3
5
1.5.16
再流焊接 …………………………………… 3
5.1
来料包装检查 ……………………………… 11
1.5.17
水蒸汽渗透率(WVTR) ………………… 3
5.1.1
来料接收 …………………………………… 11
5.1.2
器件检查 …………………………………… 12
引用文件(标准)………………………………… 3
5.2
现场寿命 …………………………………… 12
2.1
美国材料与测试协会(ASTM)…………… 3
5.3
安全贮存 …………………………………… 12
2.2
电子工业联盟(ECIA,ESDA,JEDEC)… 3
5.3.1
干燥包装 …………………………………… 12
2.3
IPC 标准 …………………………………… 3
5.3.2
保存期限 …………………………………… 12
2.4
联合工业标准 ……………………………… 3
5.3.3
干燥柜 ……………………………………… 12
2.5
美国国防部 ………………………………… 3
5.4
再流焊 ……………………………………… 12
5.4.1
打开的隔潮袋 ……………………………… 12
干燥包装 ………………………………………… 3
5.4.2
再流焊温度极限 …………………………… 12
3.1
要求 ………………………………………… 3
5.4.3
其它的热特性参数 ………………………… 13
3.2
密封于隔潮袋(MBB)之前,SMD 封装和
5.4.4
多次再流焊接 ……………………………… 13
载体材料的干燥 …………………………… 4
5.4.5
最多再流焊接次数 ………………………… 13
1
2
3
烘干 ……………………………………………… 8
使用 ……………………………………………… 11
v
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
5.5
干燥指标 …………………………………… 13
图 3-3
5.5.1
干燥包装内的湿度超标 …………………… 13
图 3-4A 警示标签(只是 MSL 示例)……………… 7
5.5.2
现场寿命或者环境温度 / 湿度超标 ……… 13
图 3-4B 警示标签(MSL 和 PSL 示例)…………… 7
5.5.3
潮湿敏感等级 6 的 SMD 封装 …………… 13
图 3-5
未抽空气的隔潮袋(示例) ……………… 8
图 3-6
推荐的排除少量空气的隔潮袋(示例) … 8
图 3-7
全真空的隔潮袋(示例) ………………… 8
6
印制板返工 ……………………………………… 13
潮湿敏感标识标签(示例) ……………… 6
6.1
器件的拆除、返工和重置 ………………… 13
6.1.1
失效分析 - 拆除 …………………………… 14
6.1.2
拆除和重置 ………………………………… 14
表 3-1
干燥包装要求 ……………………………… 4
6.2
印制板组件的烘烤 ………………………… 14
表 3-2
典型可逆的(1 型)湿度指示卡色点
表
对应表 ……………………………………… 6
7
由于工厂环境条件导致的降级 ………………… 14
表 4-1
已贴装的或者未贴装的 SMD 封装的烘干
参考条件 …………………………………… 9
附录 A 电子器件包装湿度指示卡(HIC)上可逆的
表 4-2
(1 型)湿度色点的测试方法 …………… 16
附录 B
烘烤表的由来 ……………………………… 17
附录 C
单位干燥剂吸收能力测试方法验证……… 18
附录 D
J-STD-033D 的修订变化 ………………… 19
图
图 3-1
常见的运输盛料管内的潮湿敏感 SMD 封装
的干燥包装形式 …………………………… 4
图 3-2A 1 型湿度指示卡(HIC)示例 …………… 5
图 3-2B 2 型湿度指示卡(HIC)示例 …………… 5
vi
供应商烘烤:暴露在≤ 60% RH 条件下,
干燥包装前采用的默认烘烤时间 ………… 10
表 4-3
用户端重置或者暂停现场寿命计时 ……… 10
表 5-1
J-STD-020 中潮湿敏感等级(MSL)及
现场寿命 …………………………………… 12
表 7-1
对于采用酚醛树脂、联苯或者复合环氧塑模材
料的 IC(再流焊接时的温度与器件分级时的温
度相同),在 20℃、25℃、30℃、35℃,最大
百分比相对湿度条件下推荐的等效总计现场寿
命(天) …………………………………… 15
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
潮湿、再流焊和工艺敏感器件的操作、包装、运输及使用
1
前言
表面贴装器件(SMDs)的出现引发了一类新的质量及可靠性问题,这类问题与再流焊接过程中产生
的“裂纹和分层”等封装损伤有关。本文件描述了潮湿 / 再流焊敏感表面贴装器件暴露条件下的现场
寿命标准化等级,以及操作、包装、运输的必要要求,以避免与潮湿 / 再流焊有关的失效。配套文件
J-STD-020、J-STD-075 和 JEP113 分别定义了分级程序和标识要求。
对于湿敏性,空气中的湿气通过扩散进入可渗透的封装材料内。在焊接 SMDs 到印制板(PCBs)的组
装过程中,整个封装本体暴露于高达 200℃以上的温度下。再流焊接期间,快速的湿气膨胀、材料的不
匹配以及材料界面的劣化等因素的共同作用会导致封装的开裂和 / 或者封装内部关键界面的分层。
对于器件的典型的再流焊接工艺涉及对流、对流 /IR、红外(IR)、气相(VPR)、热风返工工具,以
及波峰焊,包括浸焊。
除了湿敏性,非半导体器件可能具有其它的工艺敏感性,例如热敏感性、助焊剂敏感性或者清洗工
艺敏感性。
1.1 目的 本文件的目的是,针对已按照 J-STD-020 或者 J-STD-075 标准分级的潮湿 / 再流焊和工艺
敏感器件,向制造商和用户提供标准的操作、包装、运输及使用方法。所提供的这些方法可避免由
于吸收湿气和暴露在再流焊温度下造成的封装损伤,这些损伤会导致合格率和可靠性的降低。通过
使用这些程序,即可实现安全无损的再流焊接。干法封装工艺可以提供从密封时间算起 12 个月的最
短保质期。
1.2 范围 本标准适用于所有印制板组装期间采用批量再流焊接工艺的器件,包括塑胶灌封封装、
过程敏感器件和其它所有暴露在环境空气下由透湿材料(环氧树脂、有机硅树脂等)制成的封装。
1.3
组装工艺
1.3.1 批量再流焊 本标准适用于对流、对流 /IR、红外(IR)、和气相(VPR)的批量再流焊接工
艺。本标准不适用于将器件本体浸入熔融焊料的批量焊接工艺(例如采用波峰焊焊接板背面贴装的
器件),许多 SMD 不允许采用这类工艺,且作为本文件准则的器件鉴定标准不适用于这类工艺。
1.3.2 局部加热 本标准也适用于通过局部周边加热方法来单独拆除或者连接潮湿 / 再流焊敏感
SMD 封装,例如“热风返工”,(见第 6 章)。
1.3.3
插座器件
本标准不适用于采用插座的且不会暴露于再流焊高温的 SMD 器件,不管是批量再流焊,还是邻近器
件的返工。此类器件没有风险,不要求采取防潮措施。
1.3.4 点对点焊接 本标准不适用于只通过加热引线实现再流焊的 SMD 器件,(例如手工焊、鸥翼
形引线的热压焊、通孔波峰焊等)。上述操作中封装本体所吸收的热量远小于批量表面贴装再流焊接
或者热风返工时封装本体所吸收的热量,通常不要求采取防潮措施。
1.3.5 水清洗 对于无型腔 SMD,特定的短时间水清洗不会影响其现场寿命(内部水分含量)。而非
密封的有型腔的封装应该给予特别的考虑。
1
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
1.4 可靠性 当 SMD 封装通过 J-STD-020,J-STD-075 和 / 或者 JESD22-A113 以及环境可靠性测试
的评估和验证后,本文件提出的方法可保证在 PCB 组装期间及之后实现适当的 SMD 封装可靠性。
注:本规范不考虑或者保证连接器件的外部互连焊点可靠性。
1.5
术语和定义
1.5.1
活性干燥剂
1.5.2
条码标签
未用过的(新的)或者已根据制造商的建议烘烤再生到原有规格的干燥剂。
包含有由平行条和间隔的二维矩阵形式组成的代码信息的标签。
注:本标准中的条码标签贴在最小级别运输包装上,且包含产品的信息,例如:物料号、数量、批
次信息、供应商识别信息和潮湿敏感等级。
1.5.3 批量再流焊
时进行再流焊接。
通过红外(IR)、对流 /IR、对流或者气相再流焊(VPR)工艺,对多个器件同
载体
1.5.5
干燥剂
用来存储和运送封装器件的装置,如卷带、托盘、盛料管或者其它容器。
1.5.4
用于维持低相对湿度的吸附材料。
1.5.6 现场寿命
所允许的时间。
湿敏器件从隔潮袋里取出、或者经干燥贮存、或者经干燥烘烤后到焊接过程之前
1.5.7 湿度指示卡(HIC) 通过在一个圆点上涂覆对湿度敏感的化学物质的卡片,若超过了标明的
相对湿度,化学物质将会明显的改变。
注 1:HIC 有 2 种类型。
1 型 HIC(可逆的) 对于可逆的色点变化是临时的,通常以改变颜色(色调)的形式发生,典型的
是由蓝色(干燥)变为粉红色(潮湿)。如果湿度只是暂时超过阀值,将会看到色点明显的改变。
2 型 HIC(不可逆的) 对于不可逆色点,改变不是临时的,色点颜色的迁移可能超出色点边界,或
者一些其他不可逆的指示。一个不可逆的 HIC 至少包含一个 60%RH 指示点,但是可能有其他不可
逆湿度指示点,当暴露于湿度临界值后是不可恢复的。
注 2:HIC 与干燥剂一起放置在隔潮袋内,用于帮助测定湿敏器件的受潮等级。1 型和 2 型 HIC 如果
暴露于 60% 或更高湿度,将被认为不再准确。
1.5.8 制造商暴露时间(MET) 在烘烤后交付给终端用户前,器件暴露在周围环境条件下的最长累
计时间。
1.5.9
1.5.10
隔潮袋(MBB) 被设计用来阻碍水气渗透的一种包装袋,用于包装湿敏器件。
潮湿敏感标签(MSID) 用于识别湿敏成分的一种标识。
1.5.11 湿气敏感度等级(MSL) 根据 J-STD-020 规定,再流焊接时,用于确定一个器件因吸潮而
受到损伤的敏感等级。
1.5.12 返工 为了报废、重新使用或者失效分析而拆除一个器件;替换已贴装的器件;或者加热和
重新定位之前已贴装的器件。
1.5.13 工艺敏感水平(PSL) 根据 J-STD-075 规定,用来确定一个器件对焊接工艺的敏感等级,由
于该器件不能适用于一种或多种基本的焊接工艺条件。
2
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
1.5.14 保存期限(密封在 MBB 中的器件) 干燥包装的潮湿或再流焊敏感器件能储存在未开封的隔
潮袋(MBB)内的允许时间。
1.5.15
SMD
表面贴装器件。
注:本标准中的 SMD 仅限于塑料 SMD 和其它由湿气易渗透材料制成的封装。
1.5.16
再流焊接
1.5.17
水蒸汽渗透率(WVTR) 对塑料膜或者金属化塑料膜材料的湿气渗透性的量度。
熔融预先施加的焊料或者焊膏,实现器件与印制板连接的焊接连接工艺。
引用文件(标准)
2
2.1
美国材料与测试协会(ASTM)1
采用调制红外传感器测量塑料膜水蒸气渗透率的标准测试方法
ASTM F 1249
柔性抗渗透材料抗揉搓性能的标准测试方法
ASTM F 392
2.2
电子工业联盟(ECIA,ESDA,JEDEC)2
ESD 敏感物料的包装材料标准
ANSI/ESD S541
静电释放敏感(ESD)器件的操作要求
JESD625
JEP160
电子固态晶圆、芯片群和器件的长期贮存指南
JESD22-A113 可靠性测试前非气密表面贴装器件的预处理
集成电路用有机材料的湿气扩散率与水溶性的测试方法
JESD22-A120
2.3
IPC 标准 3
IPC-7711/21 电子组件的返工、维修和修改
2.4
联合工业标准 4
J-STD-020
非气密固态表面贴装器件潮湿 / 再流焊敏感度分级
J-STD-075
组装工艺中非 IC 电子元器件的分级
2.5
美国国防部 5
MIL-PRF-81705
MIL-D-3464
3
I 型 - 防渗透材料柔韧性、防静电、可热密封
II 型 - 干燥剂、活性、装袋、包装使用与静态除湿
干燥包装
3.1 要求 表 3-1 给出了各种湿敏等级的干燥包装要求。按照 J-STD-020、J-STD-075 和 / 或者 JES
D22-A113 以及可靠性测试确定等级。干燥包装中使用的所有材料的最小量应该符合 ANSI/ESD S541
的要求。
1.
2.
3.
4.
5.
www.astm.org
www.ecianow.org; www.esda.org; www.jedec.org
www.ipc.org
www.eia.org; www.jedec.org; www.ipc.org
http://quicksearch.dla.mil/qsSearch.aspx
3
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
表 3-1
干燥包装要求
等级
装袋前干燥
隔潮袋内放置 HIC
干燥剂
MSID 标签
1
可选
可选
可选
不要求
2
2a-5a
6
仅为插座
可选
要求
可选
不适用
要求
要求
可选
不适用
要求
要求
可选
不适用
要求
要求
要求
不要求
警示标签
C 下分级,不要求;如
如果在 220-225°
果在其它温度下分级,则要求 *
要求
要求
要求
不要求
注:* 如在最小级别运输包装上的条码标签,以目视可读的格式,标示出了等级和再流焊接温度,则不要求“警示”标签。
3.2
密封于隔潮袋(MBB)之前,SMD 封装和载体材料的干燥
3.2.1 干燥要求 - 等级 2a-5a 等级为 2a-5a 的 SMD 封装,在密封至隔潮袋前必须干燥(见第 4 章)。
干燥和密封之间的时间必须小于允许制造商暴露的时间(MET),并且 MET 剩余时间能够允许分销
商打开以及重新包装。若供应商的实际 MET 超过默认的 24 小时,则必须按照实际的时间计算;如
果分销商重新包装时使用活性干燥剂,则重新包装的时间不需要从 MET 中减去。
3.2.2 载体材料的干燥要求 放置在隔潮袋内的载体材料,如托盘、盛料管、卷轴等,都会影响隔
潮袋内的湿敏等级。因此,这些材料的影响必须通过烘干,或者如果需要,在隔潮袋内添加额外干
燥剂来进行补偿,以确保计算的 SMD 封装保存期限。
3.2.3 干燥要求 供应商可以使用正常生产流程,如后成型封装固化、标记固化及老化等,达到干
燥效果,以减少烘烤时间。推荐等效的评估,以确保高温制程使湿气重量维持在可接受的水平。密
封隔潮袋时,SMD 封装总重量的增加,一定不能超过该封装从开始干燥,再暴露在 30℃ /60% RH 条
件下,制造商暴露时间内(扣除留给分销商的时间)的湿气增加的重量。
3.2.4 烘烤和装袋之间超出的时间
第 4 章进行重新烘烤。
3.3
如果烘烤和装袋之间的时间超过允许范围,该 SMD 封装必须按
干燥包装
3.3.1 说明 干燥包装包含干燥剂材料、湿度指示卡(HIC),并与 SMD 封装密封在隔潮袋(MBB)
内。常见的干燥包装形式见图 3-1。
3.3.2
材料
3.3.2.1 隔 潮 袋(MBB) 隔 潮 袋 应 当 符 合 MILPRF-81705 标准类型 I 的要求,包括柔软性、ESD
防护、机械强度和防刺破要求。隔潮袋应当可热
封。根据 ASTM F 392 条件“E”进行柔软度测试
后,在 40℃条件下、24 小时内,水蒸气渗透率应
当≤ 0.0310 g/m2[0.002 g/100 in2]。测量水蒸气渗透
率采用 ASTM F 1249。
1
2
3.3.2.2 干燥剂 干燥剂材料应当符合 MIL-D-3464
标准类型 II 的要求。干燥剂应当无尘、无腐蚀性,
3
且达到标准规定的吸水量。干燥剂的现场寿命有
1. 隔潮袋
4
限,在放入隔潮袋之前,应该优先按照制造商的建
2. 干燥剂袋
3. 温度指示卡
议存放和操作。干燥剂应当包装在可渗透湿气的袋
4. 泡沫材料端帽
子或者小包内。为了确保最后计算保存期限时,把
IPC-033D-3-1-cn
内部的相对湿度控制在低于 10% RH/25℃,每一个
图 3-1 常见的运输盛料管内的潮湿敏感 SMD 封装的
隔潮袋内干燥剂的使用量应当取决于隔潮袋的表面
干燥包装形式
积和水蒸气渗透率。
4
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
为了比较不同类型的干燥剂,美国军方标准采用“UNIT”作为测量干燥材料数量的基本单位。一个
“UNIT”的干燥剂定义为在 20% RH/25℃条件下,至少可以吸收 2.85g 水分的干燥剂的量。
3.3.2.2.1
干燥剂量的计算
10% RH/25oC 条件下,干燥剂的除湿能力是已知时,应该采用以下公式:
U =(0.304*M*WVTR*A)/ D
公式中:
U:干燥剂量,单位:UNIT
0.304: 每月平均天数 /100(30.4/100),单位:in2
M:预期的保存期限,单位:月(保存期限见 3.3.6 节)
WVTR:24 小时内水蒸气渗透率,单位:g/m2[g/100 in2]
A:隔潮袋的总暴露面积,单位:平方分米(平方英寸)
D:一个 UNIT 的干燥剂在 10% RH/25℃下吸收的水气量,单位:克
当不知道干燥剂在 10% RH/25℃条件下的除湿能力时,可以使用估计值 D=1.40。
注 1:在干燥包装 2 级器件时如果想使用最少量的干燥剂,公式中的 D 值必须是以克为单位,一个
UNIT 的干燥剂在 60% RH/25℃吸收的水分量。该值应该从干燥剂的制造商处获取。当使用该可选项
时,必须证实按照 J-STD-020 进行分级的器件已在湿气中进行了充分的渗透。
注 2:不应该将未低温经烘烤的吸潮材料(例如托盘、盛料管、卷轴、泡沫材料端帽)放置在干燥袋
内。由于干燥袋内任何此类材料会导致湿气量增加,因此需要增加干燥剂量来满足根据湿气量计算
出的保存期限(见 5.3.1)。可通过称重一个有代表性数量的材料来确认湿气量,已知此材料可在制造
环境下达到吸潮平衡,将其烘烤到新的恒定重量,然后用最初的重量减去最终的重量。
在 10% RH/25℃条件下必须增加额外 UNIT(s)的干燥剂,以吸收烘烤后从包装材料(填充物)中
排出的水分,单位:克。
湿度指示卡
遵从IPC/JEDEC J-STD-033
1型可逆色点
2型不可逆色点
批次号
2级器件
如果60%
60%
的色点不是
蓝色,烘烤器件
2级器件
60%
如果60%
溢出边界,烘烤器件
可逆色点
制造商标识
10%
如果10%的
色点不是蓝色
且5%的色点
5%
是粉色,
烘烤器件
如果60%的色点已是粉色,
勿将指示卡放入袋内。
2A-5A
级器件
如果10%的
色点不是蓝色
且5%的色点
5%
是粉色,
烘烤器件
如果60%的色点已是粉色,
勿将指示卡放入袋内。
IPC-033D-3-2A-cn
图 3-2A 1 型湿度指示卡(HIC)示例
10%
制造商标识
可逆色点
2A-5A
级器件
批次号
湿度指示卡
遵从IPC/JEDEC J-STD-033
IPC-033D-3-2B-cn
图 3-2B
2 型湿度指示卡(HIC)示例
5
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
3.3.2.2.2 干燥剂的操作和贮存 当暴露在 60% RH/30℃条件下时,干燥剂的除湿能力快速下降。因
此干燥剂在使用前应该保持在制造商的容器中或者存放在< 5% RH 的干燥柜中。干燥包装时,干燥
剂应当在放入隔潮袋及密封隔潮袋之前才从贮存容器中转移。附录 C 提供了一种验证单位干燥剂吸
收湿气能力的方法。
3.3.2.3 (HIC)湿度指示卡(HIC)1 型(可逆的)和 2 型(不可逆的) 湿度指示卡应当至少有 3
个敏感值为 5% RH、10% RH 和 60% RH 的色点。图 3-2A 是一个 1 型湿度指示卡的示例。当采用附
录 A 中的方法测试时,色点应当通过明显的、易辨识的颜色(色调)变化指示湿度,见表 3-2 说明。
色调应当采用附录 A 的测试方法进行测试。指示卡上应当描述颜色。HIC 上 5% 和 10% 的色点应当
为可逆的以便允许重复使用。当 60% 的色点显示超过了阀值时 HIC 不允许重复使用。如果 60% 的色
点已改变颜色或出现变色色点迁移出色点边界,造成 5% 和 10% 色点的化学物质精度降低,HIC 不
允许重复使用。因此使用如图 3-2B 所示的含有一个不可逆的 60% 色点指示的 2 型 HIC 是比较合适的。
当隔潮袋需要再次密封,不需要使用隔潮袋原有的 HIC,可以使用新的 HIC。在 30℃ /60% RH 环境中,
当 HIC 从制造商的原始容器中移出时,5% 的色点应当在最多 4 分钟内从干燥标识开始改变,并在 7
分钟内结束色变(变为受潮标识);10% 的色点应当在最多 6 分钟内从干燥标识开始改变,并在 10 分
钟内结束色变(变为受潮标识)。
注 1:请向 HIC 供应商咨询如何适当的处理 HIC。
注 2:请向 HIC 供应商咨询如何合理使用 HIC,包括可逆的(1 型)和 / 或不可逆的(2 型)色点。
3.3.2.3.1 HIC 纸 湿度指示卡纸应当采用纤维(纤维素)材料制成的白色吸墨纸,纸的单位重量至
少是 255 g/m2(相当于 170 磅单位重量)。
3.3.2.3.2 外观缺陷 制造的湿度指示卡纸应当没有以下的缺陷:缺失色点、撕裂、不正确的定位色
点、指示色溢出黑色圈。
3.3.2.3.3 保存 湿度指示卡在放入隔潮袋之前应该按制造商的建议存放。当指示卡从最初的容器中
移出时,最低要求是 10% 的色点应当指示为干燥。
表 3-2 典型可逆的(1 型)湿度指示卡色点对应表
2% RH 环境 5% RH 环境下 10% RH 环境下 55% RH 环境 60% RH 环境下
下的指示
的指示
的指示
下的指示
的指示
湿(粉红色)
湿(粉红色)
湿(粉红色)
5% 色点 干(蓝色) 色调变化≥ 7%
(淡紫色)
干(蓝色)
湿(粉红色)
10% 色点 干(蓝色)
色调变化≥ 10% 湿(粉红色)
(淡紫色)
干(蓝色)
干(蓝色)
干(蓝色)
60% 色点 干(蓝色)
色调变化≥ 10%
(淡紫色)
65% RH 环境
下的指示
湿(粉红色)
湿(粉红色)
湿(粉红色)
注:可使用其它颜色的组合方案以指示干燥或潮湿。特定的解释请咨询供应商。
3.3.3
标签
3.3.3.1 标签 - 潮湿敏感标识 与干包装工艺相关的标签是潮湿敏感标志(MSID)标签和警示标签(参
见图 3-3 和图 3-4)
。MSID 和警示标签应当是对比色。这些标签
应当在三英尺外目视清晰可辨。可以使用与背景形成对比的任
警示
何颜色的单色及其衍生色。颜色可任意选择,推荐如下 :
• MSID 标签背景应该是蓝色(潘通色卡号 #297C),带有黑色
符号和字母。
• 警示标签的背景应该是白色,带有蓝色(处理后的蓝色)符
号和字母。
潮
湿敏感
IPC-033D-3-3-cn
任何情况下,
应该尽可能避免红色,
因为红色暗示对人体有害。 图 3-3 潮湿敏感标识标签(示例)
注:
6
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
3.3.3.1.1 潮湿敏感标识(MSID)标签 MSID 标签应当贴在或印刷在包含 MBB 的最小单位的运输
包装上。建议此标签的直径最小为 19mm[0.75in]。参见图 3-3 中的示例。
3.3.3.1.2 警示标签 警示标签应当贴在 MBB 的外表面。警示标签包括按 J-STD-020 潮湿分类等级
或按 J-STD-075 工艺分类等级;再流焊接过程中封装本体可接受的峰值温度(分类温度)
;现场寿命
和封袋日期。如果计算出的保存期限大于 12 个月,应该相应地更改警示标签的第 1 项。警示标签面
积应当至少为 76mm[3.0in]*76mm[3.0in]。
3.3.3.2 标签 - 等级 6 要求 未放置在隔潮袋内运输的 6 级器件,应当在最小级别运输包装上同时粘
贴 MSID 标签和适当的警示标签。
等级 (MSL)
等级 (MSL)
本隔潮袋装有
本隔潮袋装有
潮湿敏感器件
如果缺省,
见相邻的条码标签
1. 经计算密封袋内器件的保存期限:在<40 °C及<90%相对湿度
(RH)条件下为12 个月
隔潮袋密封日期: _________________________________
如果缺省,见相邻的条码标签
2. 封装本体峰值温度: __________________°C
如果缺省,
见相邻的条码标签
1. 经计算密封袋内器件的保存期限:在<40 °C及<90%相对湿度
(RH)条件下为12 个月
隔潮袋密封日期: _________________________________
如果缺省,见相邻的条码标签
2. 封装本体峰值温度: __________________°C
如果缺省,见相邻的条码标签
3. 打开袋后,将要采用再流焊接或者其它高温工艺加工的器件必须
如果缺省,见相邻的条码标签
3. 打开袋后,将要采用再流焊接或者其它高温工艺加工的器件必须
a) 在车间环境≤30 °C/60% RH条件下,在 __________ 小时
内贴装,或
b) 按照J-STD-033贮存
潮湿和工艺敏感器件
如果缺省,见相邻的条码标签
4. 贴装前,器件要求烘烤,如果:
a) 在23±5 °C下读取时,对于等级为2a-5a级的器件,湿度指
示卡读数>10%;或者对于等级为2级的器件,湿度指示卡
读数>60%
b) 上述的3a或者3b条件不满足
5. 如果要求烘烤,参见IPC/JEDEC J-STD-033中的烘烤程序。
注 1: IPC/JEDEC J-STD-020规定了等级和封装本体温度
a) 在车间环境≤30 °C/60% RH条件下,在 __________ 小时
内贴装,或
b) 按照J-STD-033贮存
4. 贴装前,器件要求烘烤,如果:
a) 在23±5 °C下读取时,对于等级为2a-5a级的器件,湿度指
示卡读数>10%;或者对于等级为2级的器件,湿度指示卡
读数>60%
b) 上述的3a或者3b条件不满足
5. 如果要求烘烤,参见IPC/JEDEC J-STD-033中的烘烤程序。
注 1: IPC/JEDEC J-STD-020规定了等级和封装本体温度
注 2: ECIA/IPC/JEDEC J-STD-075规定了工艺敏感水平(PSL)。
等级 (PSL)
PSL附加信息: _______________________________
___________________________________________
___________________________________________
___________________________________________
IPC-033D-3-4A-cn
图 3-4A 警示标签(只是 MSL 示例)
如果缺省,见相邻的条码标签
IPC-033D-3-4B-cn
图 3-4B
警示标签(MSL 和 PSL 示例)
3.3.3.3 标签 - 等级 1 要求 不是采用分级在最高再流焊温度 220-225℃的 1 级器件,应当有注明最
高再流焊接温度的警示标签。该警示标签应当贴在隔潮袋上(如果使用)或者最小级别运输包装上。
如果“条码”标签包含了目视可读格式的 1 级分级和最高再流焊接温度信息,那么可以不要求警示
标签。采用分级在最高再流焊接温度 220-225℃的 1 级器件不要求任何与湿气有关的标签。
3.3.4
隔潮袋密封
3.3.5
烘干预警
为了不损伤隔潮袋或者造成隔潮袋分层,应当热封隔潮袋口。
3.3.5.1 HIC 的放置 HIC 可以放置在隔潮袋中的任何位置,但是不应该放置在干燥剂袋的底部、顶
部或接触到干燥剂袋。
7
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
3.3.5.2
HIC 的重复使用
3.3.5.2.1 HIC 在 10% RH 下的显示 如果隔潮袋
将拆封,并在 48 小时内进行检查,湿度指示卡上
10% 的色点显示受潮,此湿度指示卡不应当被使
用 / 重复使用。
3.3.5.2.2 HIC 在 60% RH 下 的 显 示 如 果 60%
的色点显示受潮,HIC 应当丢弃。暴露在 60% RH
或者更高的湿气中 HIC 不再能精确显示实际湿度。
3.3.5.3 隔潮袋密封 在实际应用过程中不需要真
空包装(图 3-5)。排除少量空气可减少包装体积,
增加纸板箱包装量(图 3-6)。不应当采用全真空
包装,这样不利于干燥剂和湿度指示卡发挥作用,
同时也可能导致组件脚刺破隔潮袋(图 3-7)。
IPC-033D-3-5-cn
图 3-5
未抽空气的隔潮袋(示例)
注:通常,隔潮袋内部从密封开始计算,7 天后才
能达到平衡。
3.3.6 保存期限 当贮存在小于 40℃ /90% RH 不
结露的大气环境中,计算出的干燥包装 SMD 封装
的保存期限,应当为从包装袋密封之日起至少 12
个月。如果计算出的保存期限超过 12 个月,警示
标签的第 1 项应该要相应地进行变更(见图 3-4)。
4
烘干
IPC-033D-3-6-cn
图 3-6
推荐的排除少量空气的隔潮袋(示例)
以下的两个表格给出了不同的湿敏等级和暴露于
不同环境湿度中的器件烘干选项。按可允许的选
择条件进行的干燥,现场寿命重置。如果器件烘
干后,与新的干燥剂密封在隔潮袋内,重置保存
期限。表 4-1、4-2 和 4-3 给出了烘干 SMD 封装的
参考条件。如 SMD 封装在用户端超出现场寿命,
或者已显示出过多的潮湿暴露状况,表 4-1 给出了
重新烘烤的条件。
表 4-2 给出了供应商和 / 或者分销商在干燥包装之
前的烘烤条件,并且允许 MET 最大为 24 小时。
依据 4.1 节,表 4-3 总结了在用户端重置或者暂停
“现场寿命”计时的条件。供应商应当正式告知分
销商在要求重新烘烤产品前,产品处于未密封条
件下的最长剩余时间(在分销商端)。
注:如果烘烤被中断超过 15 分钟以上,中断的总
时间应该加到烘烤时间中。
8
IPC-033D-3-7-cn
图 3-7
全真空的隔潮袋(示例)
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
表 4-1 已贴装的或者未贴装的 SMD 封装的烘干参考条件
(用户烘烤:烘烤后,现场寿命开始计时,时间 =0)
在 125℃(+10/-0℃)
在 90℃(+8/-0℃)
封装本体
等级
< 5% 条件下烘烤
≤ 5% RH 条件下烘烤
超出现场寿命 超出现场寿命 超出现场寿命 超出现场寿命
> 72 小时
< 72 小时
> 72 小时
< 72 小时
不要求
不要求
不要求
不要求
2
(见注 4)
(见注 4)
(见注 4)
(见注 4)
2a
1 小时
1 小时
2 小时
1 小时
厚度
3
1
小时
1
小时
3
小时
1
小时
< 0.5 mm
(见注 5)
4
1 小时
1 小时
3 小时
1 小时
5
1 小时
1 小时
3 小时
1 小时
5a
1 小时
1 小时
4 小时
1 小时
不要求
不要求
不要求
不要求
2
(见注 4)
(见注 4)
(见注 4)
(见注 4)
厚度
2s
4 小时
3 小时
15 小时
13 小时
> 0.5 mm
3
4 小时
3 小时
15 小时
13 小时
≤ 0.8 mm
4
4 小时
3 小时
16 小时
13 小时
(见注 5)
5
4 小时
3 小时
16 小时
13 小时
5a
4 小时
3 小时
16 小时
13 小时
不要求
不要求
不要求
不要求
2
(见注 4)
(见注 4)
(见注 4)
(见注 4)
厚度
2a
8 小时
6 小时
25 小时
20 小时
> 0.8 mm
3
8 小时
6 小时
25 小时
20 小时
≤ 1.4 mm
4
9
小时
6
小时
27
小时
20
小时
(见注 5)
5
10 小时
6 小时
28 小时
20 小时
5a
11 小时
6 小时
30 小时
20 小时
2
18 小时
15 小时
63 小时
2天
2a
21
小时
16
小时
3
天
2
天
厚度
3
27 小时
17 小时
4天
2天
> 1.4 mm
≤ 2.0 mm
4
34 小时
20 小时
5天
3天
(见注 5)
5
40 小时
25 小时
6天
4天
5a
48 小时
40 小时
8天
6天
2
48 小时
48 小时
10 天
7天
2a
48
小时
48
小时
10
天
7
天
厚度
3
48
小时
48
小时
10
天
8
天
> 2.0 mm
≤ 4.5 mm
4
48 小时
48 小时
10 天
10 天
(见注 5)
10 天
10 天
5
48 小时
48 小时
5a
48 小时
48 小时
10 天
10 天
根据封装本体
根据封装本体
特指 BGA 封装
96 小时
厚度和潮湿等
厚度和潮湿等
>17mm x 17mm
2-5a
不适用
或者任何堆叠
(见注2和注5) 级,参考以上
级,参考以上
晶片封装
要求
要求
在 40℃(+5/-0℃)
≤ 5% RH 条件下烘烤
超出现场寿命 超出现场寿命
> 72 小时
< 72 小时
不要求
不要求
(见注 4)
(见注 4)
12 小时
8 小时
22 小时
8 小时
22 小时
8 小时
23 小时
8 小时
26 小时
8 小时
不要求
不要求
(见注 4)
(见注 4)
4天
3天
4天
3天
4天
3天
4天
3天
4天
3天
不要求
不要求
(见注 4)
(见注 4)
8天
7天
8天
7天
10 天
7天
11 天
7天
12 天
7天
25 天
20 天
29 天
22 天
37 天
23 天
47 天
28 天
57 天
35 天
79 天
56 天
79 天
67 天
79 天
67 天
79 天
67 天
79 天
67 天
79 天
67 天
79 天
67 天
根据封装本体
厚度和潮湿等
不适用
级,参考以上
要求
注 1:表 4-1 是针对最严苛条件的模制引线框架 SMD 封装。如果技术上有据可查(例如吸潮 / 去湿数据等),用户可以减少实际
的烘烤时间。大多数情况下,表 4-1 适用于其它非密封的表面贴装的 SMD 封装零件。如果器件已暴露在> 60% RH 环境
条件下,为了确保零件是“干燥的”,通过追溯相关湿气吸附的数据,适当增加烘烤时间是必要的。
注 2:对于大于 17mm x 17mm 的 BGA 封装,基材内没有阻挡湿气扩散的内层,可以根据表格中厚度 / 潮湿等级部分,设置烘烤时间。
注 3:如果封装厚度> 4.5mm,烘烤要求参见附录 B。
注 4:对于薄(< 1.4 mm)的 MSL 为 2 级的器件,如果暴露现场寿命限制在 < 30℃ &< 60%RH,则不需要烘烤。这是由于薄器件
的湿气扩散行为,MSL2 级吸收后是完全饱和的(168 小时 @85℃ /60%RH)。
注 5:对于没有阻挡层或者堆叠晶片的封装,指定的烘烤时间是保守的。对于一个堆叠晶片或者有阻挡湿气扩散的内层的 BGA
封装,实际的烘烤时间可能比表 4-1 要求的时间更长。
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2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
表 4-2
封装本体厚度
≤ 1.4mm
> 1.4mm
≤ 2.0mm
> 2.0mm
≤ 4.5mm
供应商烘烤:暴露在≤ 60% RH 条件下,干燥包装前采用的默认烘烤时间
(供应商烘烤:
“MET”=24 小时)
在 125℃ +10/-0℃
在 150℃ +10/-0℃
等级
< 5% RH 条件下烘烤
< 5% RH 条件下烘烤
2
7 小时
3 小时
2a
8 小时
4 小时
3
16 小时
8 小时
4
21 小时
10 小时
5
24 小时
12 小时
5a
28 小时
14 小时
2
18 小时
9 小时
11 小时
2a
23 小时
21 小时
3
43 小时
24 小时
4
48 小时
24 小时
5
48 小时
48 小时
24 小时
5a
24 小时
2
48 小时
24 小时
2a
48 小时
48 小时
24 小时
3
24 小时
48 小时
4
24 小时
48 小时
5
24 小时
48 小时
5a
注 1:如果要求烘烤的封装本体厚度 >4.5mm,见附录 B。
注 2:对于没有阻挡层或者堆叠晶片的封装,指定的烘烤时间是保守的。如果封装在烘烤前已经长期暴露于工厂环境条件下,对
于一个堆叠晶片或者有阻挡湿气扩散的内层的 BGA 封装,实际的烘烤时间可能比表 4-2 要求的时间更长。如果技术上有
据可查,也可减少实际烘烤时间。烘烤时间的增加或者减少应当采用 JEDEC JESD22-A120 中的程序确定(即连续读值间
的重量减少 <0.002%)或者根据关键的界面浓度计算。
潮湿敏感等级
2,2a,3,4,5,
5a
2,2a,3,4,5,
5a
2,2a,3
2,2a,3
2,2a,3
4,5,5a
4,5,5a
表 4-3 用户端重置或者暂停现场寿命计时
在温度 / 湿度条件下的
在相对湿度条件下的
现场寿命
暴露时间
干燥时间
任何时间
重置
不适用
≤ 40 °
C /85% RH
>现场寿命
重置
不适用
≤ 30 °
C /60% RH
> 12 小时
重置
不适用
≤ 30 °
C /60% RH
≤ 12 小时
5 倍的暴露时间
重置
≤ 30 °
C /60% RH
≤ 10% RH
累计时间 < 现场寿命
任何时间
暂停
≤ 30 °
C /60% RH
≤ 10% RH
> 8 小时
重置
不适用
≤ 30 °
C /60% RH
≤ 8 小时
10 倍的暴露时间
重置
≤ 30 °
C /60% RH
≤ 5% RH
烘烤
重置保存期限
表 4-1
烘烤后干燥包装
表 4-1
烘烤后干燥包装
表 4-1
烘烤后干燥包装
不适用
不适用
不适用
不适用
表 4-1
烘烤后干燥包装
不适用
不适用
4.1 暴露于车间环境 将暴露于车间环境中超过一小时的 SMD 封装放进干燥柜或者干燥包装后,不
会停止 / 暂停对其现场寿命的计时。如果满足 4.1.2 的条件,
则可以暂停或者重置现场寿命计时,
见表 4-3。
4.1.1 任意时间的暴露 将潮湿敏感 SMD 封装暴露在不大于 60% RH 的环境中任意长时间后,可按
照表 4-1 的要求,在再流焊接前进行适当地高温或者低温烘烤,或者在干燥包装前按照表 4-2 烘干。
4.1.2 短时间的暴露 对于已经干燥过的 SMD 封装,如果只是暴露在低于 30℃ /60% RH 的环境中,
则利用干燥包或者干燥柜在室温下就可以对其进行充分干燥。
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IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
4.1.2.1 潮湿敏感等级 2-3 潮湿敏感等级为 2、2a、3 的器件,其暴露于车间环境下的时间不超过
12 小时,至少要用 5 倍的暴露时间对 SMD 封装进行干燥,才足以重置其现场寿命(见表 4-3)。可
以利用符合 3.3 节的干燥包或者有能力维持湿度不超过 10% RH 的干燥柜来实现。
器件暴露时间只要低于规定现场寿命,利用干燥包或者将器件放置于不超过 10% RH 的干燥柜内,
均可以停止 / 暂停现场寿命的计时,只要累计的现场寿命符合表 5-1 和 / 或者表 7-1 的条件。
4.1.2.2 潮湿敏感等级 4,5,5a 潮湿敏感等级为 4、5、5a 的器件,其暴露于车间环境下的时间不
超过 8 小时,至少要用 10 倍的暴露时间对 SMD 封装进行干燥,才足以重置其现场寿命(见表 4-3)。
可以利用有能力维持湿度不超过 5% RH 的干燥柜来实现。
重置现场寿命的计时后,
安全贮存条件见 5.3 节。
与器件供应商协商现场寿命计时是否可以停止 / 暂停。
4.2
烘烤的考虑因素
用于烘烤的烘烤箱应当可排出水汽,并能在指定温度下保持低于 5% RH。
用高温载体运输的 SMD封装,
能够在载体内采用 125℃烘烤。
4.2.1 高温载体 除非制造商有其它说明,
4.2.2 低温载体 用低温载体运输的 SMD 封装,不可在载体内以高于 40℃的温度烘烤。如果要求更
高的烘烤温度,
必须将 SMD 封装从低温载体中移到耐高温的安全载体中,
烘烤后,
再放回低温载体中。
注 1:手工操作可能增加机械和 / 或者 ESD 损伤的风险。
注 2:如果 SMD 封装与未烘烤的载体放置在干燥袋中,参见 3.3.2.2 节。
4.2.3 纸质和塑料容器 纸质和塑料容器如硬纸板箱、泡泡袋、塑料缠绕膜等应当在烘烤前从载体
上拆除。在高温(125℃)烘烤前,缠绕管子的橡皮筋和塑料托盘的扎带必须拆除。
烘烤时间
4.2.4
从所有的 SMD 封装达到规定的温度开始计时烘烤时间。
4.2.5 ESD 防护 ESD 预防措施应当遵循 JESD625。在低湿度条件下处理 SMD 封装时,尤其关键(例
如,烘烤后的干燥环境等)。
4.2.6
载体的重复使用
4.2.7
可焊性限制
载体重复使用前,应该查阅材料规格。
4.2.7.1 氧化风险 烘烤 SMD 可能导致端子氧化和 / 或者金属间化合物生长,如果氧化过度,在板
组装期间会造成可焊性问题。因此,基于可焊性的考虑,必须对烘烤温度和时间加以限制。如果供
应商没有额外说明,温度在 90℃到 125℃之间的累计烘烤时间不应该超过 96 小时。如果烘烤温度不
超过 90℃,则烘烤时间不受限制。如果没有咨询供应商,烘烤温度不允许超过 125℃。
4.2.7.2
载体排气的风险
应该注意确保器件载体材料的排气不会大范围发生,可能影响到可焊性。
5 使用 潮湿 / 再流焊敏感表面贴装器件的现场寿命从打开隔潮袋时算起,当在不满足 30℃ /60%
RH 的环境下打开隔潮袋时,应该按照第 7 章和表 7-1 的要求执行。
5.1
来料包装检查
5.1.1 来料接收 应该检查包装 SMD 封装的干燥包装上的警示标签或者条码标签上标明的包装封口
日期,以确定剩余的保存期限。应该检查包装袋,以确认包装袋上没有孔洞、槽洞、裂口、刺破等
任何可能暴露袋内器件或者多层包装内层的破损。如果发现破损,并且湿度指示卡(HIC)显示已经
超过最大湿度,那么器件应该在 125℃下烘烤 48 小时或者按照表 4-1 的饱和烘烤时间进行烘烤。如
果要使用器件,这将重置现场寿命;如果干燥包装,这将重置保存期限。
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5.1.2 器件检查 为了检查器件,可以在包装袋顶端靠近封口的地方将完好的包装袋切开。如果在
车间环境下打开包装袋,见 4.1.2 节。
5.2 现场寿命 如果环境条件高于 30℃ /60% RH 或表 7-1 的条件,要修改表 5-1 中 SMDs 的现场寿命。
再次烘烤前,有必要参考第 7 章,以确定最长允许时间。如果只使用部分 SMD 时,剩余的 SMD 封
装必须在打开包装袋 1 小时内将包装重新密封或者放置在安全贮存环境下(见 5.3 节)。如果暴露时
间超过 1 个小时,见 4.1 节。
表 5-1
J-STD-020 中潮湿敏感等级(MSL)及现场寿命
MSL1
现场寿命(袋外)不受限制
其他 MSL
在车间环境≤ 30℃ /60% RH 条件下的现场寿命(袋外)
2
1年
2a
4周
3
168 小时
4
72 小时
5
48 小时
5a
24 小时
6
使用前强制烘烤,烘烤后,必须在标签注明的时间内完成再流焊接。
5.3 安全贮存 “安全贮存”是指放在湿度可控条件下 SMD 封装,它的现场寿命可计为 0。对于分
级为 2 级到 5a 级的 SMD 封装,其可接受的安全贮存条件如下。长期贮存请参考 JEP160。
注:等级为 1 的器件也应该适当的控制温度和湿度。
5.3.1 干燥包装 SMD 封装干燥包装于完好的隔潮袋内,按照 3.3 节贮存,应当从标示在警示标签
或者条码标签上的包装袋封口日期开始计算,至少有 12 个月的保存期限。
注:通常,隔潮袋内部从密封开始计算,7 天后才能达到平衡。
5.3.2 保存期限 从包装袋封口日期或条码显示日期起,最少有 12 个月的保存期限。如果实际保存
期限超过 12 个月,并且湿度指示卡(HIC)(见 5.5.1 节)显示无需烘烤,那么按照初始潮湿敏感等
级进行再流焊接器件是安全的。然而,除潮湿 / 再流焊敏感因素之外的其它不可预料因素均可能对器
件总的保存期限造成影响。
5.3.3 干燥柜 在 25±5℃下充入干燥空气或者氮气保持低湿度的贮存柜。干燥柜必须能够在常规操
作,如开门 / 关门后,1 小时内恢复到指定湿度值。
5.3.3.1 10% RH 干燥柜 没有密封在隔潮袋内的 SMD 封装也可以放置在湿度不超过 10% RH 的干
燥柜中。这些干燥柜不应该看作是隔潮袋。应该按照表 7-1 限制 SMD 封装在这些干燥柜内的最长贮
存时间。如果超过限制的最长贮存时间,则应该按照表 4-2 进行烘烤,以恢复现场寿命。
5.3.3.2 5% RH 干燥柜 没有密封在隔潮袋内的 SMD 封装也可以放置在湿度不超过 5% RH 的干燥
柜中。贮存在此类干燥柜中,等同于贮存在具有无限保存期限的干燥包装中。
5.4
再流焊 包括一次和多次组装再流焊,以及单个器件返工时的连接 / 移除。
5.4.1 打开的隔潮袋 干燥包装(隔潮袋)打开后,在规定的现场寿命内,袋内所有的 SMD 封装必
须完成包括返工在内的全部再流焊接制程,或者按照 4.1 节要求,重新密封在隔潮袋内或者放置在干
燥柜内。如果现场寿命超期或者车间环境超标,参见 5.5.2 节。
5.4.2 再流焊温度极限 再流焊过程中,器件本体温度不能超过警示标签上的标定值。再流焊过程
中器件本体温度直接影响其可靠性。
注 1:器件本体温度可能与引线或者焊料球的温度差异很大,尤其是在 IR 和 IR/ 对流制程中,应该
分别检查。
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注 2:一些热风再流焊接制程可能要求将器件本体加热到 225℃以上。如果该温度高于分级温度时,
要求采取的潮湿预防措施和 / 或者时间 - 温度限制超出了本规范,应该咨询供应商。
5.4.3 其它的热特性参数 再流焊接期间,其它的热特性参数不应该超出 JESD22-A113 的规定。虽
然再流焊时器件本体温度是最关键参数,其它特性参数,如高温下的总暴露时间、加热速率等也会
影响器件的可靠性。
5.4.4 多次再流焊接 如果采用一次以上的再流焊接,注意在最后一次再流焊接前,要保证不管是
已贴装或者未贴装的潮湿敏感 SMD 封装没有超过它的现场寿命。如果印制板上任何器件超过了其现
场寿命,那么在下一次再流焊接前需要烘烤该印制板。组装板的烘烤应该参见第 6 章。
注 1:任何再流焊接或者返工制程不能重置现场寿命计时。
注 2:对于可能渗入水的腔体封装器件,第一次再流焊接后的水清洗工艺可能成为另一个潮湿源,这
可能会引起额外的风险,应该进行评估。
5.4.5 最多再流焊接次数 每个器件最多允许 3 次再流焊接。如果因为任何原因要求 3 次以上再流
焊接,应该咨询供应商(参见 J-STD-020)。
5.5
干燥指标
再流焊接前或者持续的安全贮存前,要求干燥器件的项目和条件。
5.5.1 干燥包装内的湿度超标 干燥包装中的湿度超标由湿度指示卡(HIC)显示。超标是由加工不
当(例如没有或者干燥剂不足)、误操作(例如隔潮袋破损)或者贮存不当引起的。
从隔潮袋中取出湿度指示卡后,应该立即读取。应该在 23±5℃下读取最为精确。下列条件与贮存时
间无关,不管是否超过保存期限。
注 1:如果需要确认湿 / 干颜色时,可从湿度指示卡制造商处获取“标准对照”卡。
注 2:通常,隔潮袋内部从密封开始计算,7 天后才能达到平衡。
5.5.1.1 湿度指示卡 1 如果 10%、60% RH 的色点都显示干燥,那么对于干燥包装内潮湿敏感等级
为 2、2a、3、4、5 和 5a 的器件仍视为干燥。如果包装袋需要重新密封,见 4.1 节。
5.5.1.2 湿度指示卡 2 如果 5% RH 的色点显示潮湿,10% RH 的色点没有显示干燥,60% RH 的色
点显示干燥,那么表明干燥包装内潮湿敏感等级为 2a、3、4、5 和 5a 的器件已经暴露达到一定潮湿
程度,应当按照第 4 章烘干。对于潮湿敏感等级为 2 的器件仍视作干燥。
5.5.1.3 湿度指示卡 3 如果 5%、10%、60% RH 的色点都显示潮湿,那么表明干燥包装内潮湿敏感
等级为 2 的器件已经暴露达到一定潮湿程度,应当按照第 4 章烘干。
注:60% RH 的色点显示潮湿时,湿度指示卡失效。
5.5.2 现场寿命或者环境温度 / 湿度超标 如果现场寿命或者环境温度 / 湿度超过了表 5-1 的要求,
那么必须在再流焊接或者安全贮存前按照第 4 章对 SMD 封装进行干燥处理。
如果车间环境温度或者湿度不符合表 5-1 的要求,那么器件的现场寿命必须依靠降级来补偿,第 7 章
详述了现场寿命的降级。
5.5.3 潮湿敏感等级 6 的 SMD 封装 潮湿敏感等级定义为 6 的 SMD 封装必须采用烘烤的方式进行
烘干,并在标签规定的时间内完成再流焊。
6
印制板返工
6.1 器件的拆除、返工和重置 如果要从印制板上拆除一个器件,推荐采用局部加热的方法,且印
制板上任何表面贴装器件本体的最高温度不超过 200℃。这种方法可以将湿气对器件造成的损伤降至
最低。如果有任何器件温度超过 200℃,必须在返工或者拆除器件之前按照 6.2 节的要求烘烤干燥印
制板。应当在器件封装本体顶部中心处测量器件温度。任何没有超过现场寿命的表面贴装器件,最
高本体温度允许达到 J-STD-020 所规定的最高再流焊温度。
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IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
2018 年 4 月
注:插座器件应该在返工前移除。
6.1.1 失效分析 - 拆除 没有按照 6.1 节要求拆除,可能造成潮湿 / 再流焊损伤,该损伤会干扰或者
完全妨碍原有失效机理的判断。
6.1.2 拆除和重置 应该遵循 IPC-7711/21 拆除、重新安装或者替换器件。如果拆除并重新安装器件,
可能需要先烘烤印制板组件来消除来自该器件的湿气。表 4-1 可作为确定适当烘烤周期的指南。确定
烘烤周期时,必须考虑印制线路组件上的器件和材料的最高烘烤温度和最大温度变化率,并且采用
合适的时间 - 温度曲线(见 IPC-7711/21)。SMD 封装在替换期间的任何时候均不应当超过 J-STD-020
规定的 MSL 等级。推荐局部再流焊加热来替换器件,这样整块板就不会重新经过再流焊温度曲线。
注:焊接时相邻 SMD 封装的温度高于焊料的熔点温度,可能造成一些焊点局部再流焊,这可能导致
潜在的焊点可靠性问题。
6.2 印制板组件的烘烤 应当采用 125℃作为默认的印制板组件烘干温度,除非在某些场合器件和 /
或者印制板的材料不能承受这个条件。如包括有机 LED、电池和电解电容器等温度敏感器件。考虑
到器件和板的温度限制,从表 4-1 中选择某个烘烤温度;根据需要拆除的器件,再确定合适的烘烤时
间。更多的考虑因素,见 IPC-7711/21。
7
由于工厂环境条件导致的降级
SMD 封装从干燥袋中取出后的现场寿命是一个与周围环境条件有关的函数。安全、稳妥的做法是
SMD 封装暴露的时间最多达到表 5-1 所示的每个潮湿敏感等级的最大暴露时间。但这种做法在工厂
的实际湿度或者温度超过 30℃ /60% RH 的测试条件时就不再适用了。解决这些问题的方法是根据湿
气在器件封装材料中扩散的知识,对暴露时间做降级处理(参见 JESD22-A120)。推荐的等效总计现
场寿命可以根据每种器件的标称塑胶厚度和最坏暴露条件下的温湿度范围进行估计。表 7-1 列出了在
20℃、25℃、30℃和 35℃的温度下,湿度范围在 5-90% RH 之间的等效降级现场寿命。此表适用于
采用酚醛树脂、联苯或者复合环氧塑模材料的模制 SMD。表 7-1 的计算采用了如下假设:
1.扩散活化能 = 0.35eV(已知最小值)。
2.≤ 60% RH 时,扩散率 = 0.121exp(-0.35eV/kT)mm2/s(采用 30℃条件下已知的最小扩散率)。
3.> 60% RH 时,扩散率 = 1.320exp(-0.35eV/kT)mm2/s(采用 30℃条件下已知的最大扩散率)。
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2018 年 4 月
表 7-1
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
对于采用酚醛树脂、联苯或者复合环氧塑模材料的 IC(再流焊接时的温度与器件分级时的温度相同),在
20℃、25℃、30℃、35℃,最大百分比相对湿度条件下推荐的等效总计现场寿命(天)
封装类型和本体厚度
潮湿敏感等级 5% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
∞
∞
94
44
32
26
16
7
5
4
∞
∞
124
60
41
33
28
10
7
6
2a 级
∞
∞
167
78
53
42
36
14
10
8
∞
∞
231 103
69
57
47
19
13
10
∞
∞
8
7
6
6
6
4
3
3
∞
∞
10
9
8
7
7
5
4
4
3级
∞
∞
13
11
10
9
9
7
6
5
本体厚度≥ 3.1mm 包括:
∞
∞
17
14
13
12
12
10
8
7
∞
3
3
3
2
2
2
2
1
1
管脚> 84 的 PQFP
∞
5
4
4
4
3
3
3
2
2
PLCC(方形)
4级
6
5
5
5
5
4
3
3
3
∞
所有 MQFP
∞
8
7
7
7
7
6
5
4
4
∞
2
2
2
2
1
1
1
1
1
≥1mm 的所有 BGA
∞
4
3
3
2
2
2
2
1
1
5级
∞
5
5
4
4
3
3
2
2
2
∞
7
7
6
5
5
4
3
3
3
∞
1
1
1
1
1
1
1
1
1
∞
2
1
1
1
1
1
1
1
1
5a 级
∞
3
2
2
2
2
2
1
1
1
∞
5
4
3
3
3
2
2
2
2
3
2
1
∞
∞
∞
∞
58
30
22
∞
∞
∞
∞
86
39
28
4
3
2
2a 级
∞
∞
∞
∞
148
51
37
6
4
3
∞
∞
∞
∞
∞
69
49
8
5
4
∞
∞
12
9
7
6
5
2
2
1
∞
∞
19
12
9
8
7
3
2
2
3级
∞
∞
25
15
12
10
9
5
3
3
2.1mm ≤本体厚度< 3.1mm
∞
∞
32
19
15
13
12
7
5
4
包括:
∞
5
4
3
3
2
2
1
1
1
PLCC(矩形)
∞
7
5
4
4
3
3
2
2
1
4级
∞
9
7
5
5
4
4
3
2
2
管脚为 18-32 的 SQIC(宽体)
∞
11
9
7
7
6
5
4
3
3
管脚≥ 20 的 SOIC
1
1
1
1
∞
3
2
2
2
2
管脚≤ 80 的 PQFP
∞
4
3
3
3
2
2
1
1
1
5级
∞
5
4
3
3
3
3
2
1
1
∞
6
5
5
5
4
4
3
3
2
∞
1
1
1
1
1
1
1
0.5
0.5
∞
2
1
1
1
1
1
1
0.5
0.5
5a 级
∞
2
2
2
2
2
2
1
1
1
∞
3
2
2
2
2
2
2
2
1
∞
∞
∞
∞
∞
∞
17
1
0.5
0.5
∞
∞
∞
∞
∞
∞
28
1
1
1
2a 级
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
2
1
1
∞
∞
2
2
1
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
∞
8
5
1
0.5
0.5
∞
∞
∞
∞
∞
11
7
1
1
1
3级
本体厚度< 2.1mm
∞
∞
∞
∞
∞
14
10
2
1
1
包括:
∞
∞
∞
∞
∞
20
13
2
2
1
∞
∞
∞
7
4
3
2
1
0.5
0.5
管脚< 18 的 SOIC
∞
∞
∞
9
5
4
3
1
1
1
4级
所有 TQFP、TSOP
∞
∞
∞
12
7
5
4
2
1
1
或者
∞
∞
∞
17
9
7
6
2
2
1
∞
∞
7
3
2
2
1
1
0.5
0.5
本体厚度< 1mm 的所有
∞
∞
13
5
3
2
2
1
1
1
BGA
5级
∞
∞
18
6
4
3
3
2
1
1
6
5
4
2
2
1
∞
∞
26
8
∞
7
2
1
1
1
1
1
0.5
0.5
∞
10
3
2
1
1
1
1
1
0.5
5a 级
∞
13
5
3
2
2
2
1
1
1
∞
18
6
4
3
2
2
2
2
1
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
35℃
30℃
25℃
20℃
注:∞ 表示在规定的条件下,所允许的曝光时间是无限大的。
15
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
附录 A
电子器件包装湿度指示卡(HIC)上可逆的(1 型)湿度色点的测试方法
注:本 HIC 测试方法和判定准则将来会成为一个独立的标准。
HIC 测试方法 为了正常发挥功效,色点必须显示为目视可观察到的颜色变化以表征湿度的变化。
本测试方法使用色量计去测量湿度指示色点的颜色。湿度改变导致色调变化的百分比可以通过计算
得出。
测试设备 实验箱能够将测试环境维持在 23℃ +1℃和(2% RH 到 65% RH)+1% RH 条件下。在其
箱体外部必须能观察到箱体内部的卡片。实验箱通常为约 2 立方英尺的亚克力盒子,它具有既可进
入到盒子内部、又可维持所要求环境条件的通道装置。参见图 A-1。通过在箱体内放置分子筛干燥剂、
甘油和水等可调节湿度条件。
色量计:能够测量出 L、a* 和 b* 值(探针 HH06、高精度微传感器、计算机或者等效仪器)。
电子湿度计:最小量程为 1% 到 90% RH。
测试程序 将存放卡的密封容器放入箱体。根据表 3-2 列出的要求设定箱体的初始湿度。打开容器,
将两张卡悬挂在箱体内,以便可以从箱外观察到色点。将卡静置于此条件下 24 小时。所有测试均在
箱体内部进行。使用色量计测量并记录卡上各色点的 L、a* 和 b* 值。将箱体调至下一湿度,然后以
同样的方式继续测试,直到完成所有测试条件的数据采集。
HIC 点的验证
色调值读数
RH 指示点
初始(干燥)
调整后(点值)
5%
2%
5%
10%
5%
10%
60%
55%
60%
注:指示色点上的印刷会影响到色调的测量,应当测试未经印刷的色点。
数据分析
采用数据 a* 和 b*,根据表 3-2 中计算每个湿度条件下每个色点的色调值,其中:
如果 a* 和 b* 是负值,那么:
色调 =|ARCTAN(b*/a*)|
如果 a* 和 b* 是正值,或者 a* 是正值 b* 是负值,
那么:
色调 =180 + ARCTAN(b*/a*)
如果 a* 是负值,b* 是正值,那么:
色调 =360 + ARCTAN(b*/a*)
计算表 3-2 所示不同湿度条件下的色调变化百分
比。从一个湿度到下一个湿度导致色调变化至少为
10% 以上的卡才可接受。色点未按表 3-2 显示“干”
图 A-1 测试设备
或者“湿”条件的卡,应该拒收。
16
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
附录 B
烘烤表的由来
✈✔
ѝ㓯༴Ⲵ⒯≄䟿
{
C Ѥ⭼
MSL + MET
0hr
MSL
ᰦ䰤˄ሿᰦ˅
烘烤表 4-1 和表 4-2 基于下列假设或者方法计算得出。
1.假设为菲克一维扩散,采用亨利定律:
∂C
∂ 2C (菲克定律)
=D 2
∂t
∂x
C 饱和(表面)和周围环境中的相对湿度成正比(亨利定律)
其中 C 为时间(t)函数:
2.扩散率 = 6.2 exp(-0.445eV/kT)mm2/s(假定湿气缓慢扩散到模封化合物中)
a.D30℃ =2.48x10-7 mm2/s
b.D40℃ =4.27x10-7 mm2/s
c.D90℃ =4.13x10-6 mm2/s
d.D125℃ =1.44x10-5 mm2/s
3.定义:
a.L 中线 = 临界厚度,例如:L 中线 = 封装厚度 /2
b.C 临界 = 给定 MSL 等级的 L 中线处的湿度(暴露在 30℃ /60% RH 条件下 +24 小时 MET 的预处理)
c.C 中线 = 暴露在任何条件下 L 中线处的湿度
4.强制暴露于以下两种条件:
a.MSL + >72 小时暴露(假定在 30℃ /85% RH 条件下达到饱和,C 饱和 = 7.8 mg/cm3)
b.MSL + ≤ 72 小时暴露(假定在 30℃ /60% RH 的环境下,C 饱和 = 5.3 mg/cm3)
5.在 4a 和 4b 两种条件的烘烤温度下计算最短时间。在这两种条件下,额外的 MSL 暴露会保持
C 中线 <C 临界。
参考资料:R. L. Shook and J. P. Goodelle,
“Handling of Highly-Moisture Sensitive Components - An
Analysis of Low-Humidity Containment and Baking Schedules”,ECTC,1999,pp. 809-15.
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2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
附录 C
单位干燥剂吸收能力测试方法验证
这个测试应该用来确定干燥剂是否有效并且适合用于干燥包装。采用以下方法测试,应当满足
MIL-D-3464 中的吸附要求 :
1.使用一个在 25℃能够保持 20%-80% RH 的商用环境实验箱。为了这种常规验证测试,实验箱的温
度应当控制在 25±2℃。
2.根据 J-STD-033,为了比较不同的干燥剂类型,军用规范采用 UNIT 作为干燥剂材料的基本计量
单位。一个干燥剂的 UNIT 被定义为在 20% RH 和 25℃下吸附至少 2.85g 水蒸气的量。建议在
20% RH 测试封袋的干燥剂以模拟正常使用。作为替代方案,在 40% RH 时,一个 UNIT 应当吸附 5.7
g 水蒸气。测试必须采用适合干燥包装的封袋干燥剂。
3.一个 UNIT 的干燥剂样品应当在玻璃器皿上称重。应当注意确保材料在实验室环境中暴露的时间
尽可能少。然后应当将培养皿置于 25℃下 20%或 40% RH 环境实验箱中,每隔一段时间,应当
将培养皿从环境实验箱中取出并称重。这个过程应当在时间间隔约 1 个小时中重复进行,直到两
次连续的称重,重量变化不超过 0.005g。直至几乎不发生重量变化,应当表示测试完成。
指定 RH 时干燥剂的吸附能力应当由下式确定:
单位吸附能力 =(U*G)/W
式中:U= 单位重量(单位:g)或者 10g。
G= 样本重量增加量(单位:g)
W= 样本的原始重量(单位:g)
注:样本量可以是一个 UNIT 的倍数或分数。如果使用的样本不是一个 UNIT,计算结果时必须被归
一化到一个 UNIT。
3.将从测试中获得的单位吸附能力与相应条件下的指定吸附量进行比较(见 MIL-D-3464 3.4.1)。如
果干燥剂材料不能吸收所需的水蒸汽量,则应当认为它是不合格的,不适合使用。
18
2018 年 4 月
IPC/JEDEC J-STD-033D-CN
附录 D
J-STD-033D 的修订变化
参见章节
J-STD-033C
J-STD-033D
术语和定义
术语和定义
参考 J-STD-020 增加了 MSL 定义
术语和定义
术语和定义
参考 J-STD-075 增加了 PSL 定义
术语和定义
术语和定义
说明了“保存期限”定义
术语和定义
术语和定义
修改了湿度指示卡的定义,包含 1 型(可逆的)和 2 型(不可逆的)
引用文件
引用文件
引用文件
表 3-1
3.3.2.2.1 节
3.3.2.2.2 节
3.3.2.3 节
引用文件
表 3-1
3.3.2.2.1 节
3.3.2.2.2 节
3.3.2.3 节
增加了参考 JEP160
去除了参考 JEP113,因为需要的标签信息已经添加
表 3-2
表 3-2
修改了 1 型 HIC 颜色读取指示(干或湿)
3.3.3.1 节
3.3.3.1 节
增加了之前参考的 JEP113 中 MSID 和警示标签信息
图 3-3
图 3-3
增加了 JEP113 中 MSID 标签关于第二个标签的举例
图 3-4
图 3-4
更新了 MSL 并增加了 MSL/PSL 警示标签举例
3.3.5.3 节,5.3.1 节 & 3.3.5.3 节,5.3.1 节 &
5.5.1 节
5.5.1 节
增加一行:
“插座”,明确 N/A(不适用)
2
增加说明 0.304: 每月平均天数 /100(30.4/100),单位:in
增加参考附录 C 验证单位干燥剂吸收能力
修改包括 1 型(可逆的)和 2 型(不可逆的)HIC&HIC 操作(使
用 / 处理)
增加了关于 MBB 达到典型平衡需要 7 天的注释
表 4-1
表 4-1
更新了列(<5%RH)
增加了针对较薄封装(< 1.4mm)的新烘烤时间值 &“<5% RH”
下 125℃的烘烤条件。同时为了说明表格增加了注释 4&5
表 4-2
表 4-2
增加了“<5% RH”下 125℃ &150℃的烘烤条件说明
表 4-3
表 4-3
固定了“MSL 等级”列并根据此列分类表格顺序
4.1.2.2 节
4.1.2.2 节
增加了与器件供应商协商是否现场寿命计时可以停止 / 暂停
表 5-1
表 5-1
去除了针对 MSL1 级现场寿命的工厂环境中温度 & 湿度的条件
5.3 节
5.3 节
5.3.2 节
5.3.2 节
附录 A
附录 A
附录 C
033D 新增
增加了长期贮存参考 JEP160,增加了注释关于 MSL1 级器件应
该适当控制温度、湿度
去除了 2 年限制和注释,基于数据显示 HIC 有效期超过 2 年
更新了题目,为了明确技术内容是针对 1 型(可逆的)HIC 的
增加技术内容用于验证单位干燥剂吸收能力
全文更改了排版
19
3000 Lakeside Drive, Suite 105N
Bannockburn, IL 60015
847-615-7100 tel
847-615-7105 fax
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ISB� # 978-1-61193-397-0
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