GB/T 4937.201-2018 半导体器件 机械和气候试验方法 第20-1部分:对潮湿和焊接热综合影响敏感的表面安装器件的操作、包装、标志和运输

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  • 本部分不适用于在焊接中只有引线被加热的SMDs,如:手工焊、鸥翼型引线的热压熔锡焊接和通 孔波峰焊。SMD通过这些操作吸收的热量远低于批量表面安装再流焊或热风返工,通常也不需要进行 潮湿防护处理

    5.2SMDs和载体材料密封到防潮袋之前的干燥

    5.2.1A2等级的干燥要求

    A2等级的SMDs装入防潮袋,应当在铸模、老化或烘焙之后,在环境温度低手30℃、相对湿度低 于60%的条件下,一周之内完成, 对A2等级的SMDs,承制方暴露时间(MET)没有规定。 防潮袋允许短时打开(少于1h),但只要HIC显示湿度低于30%RH.且更换了新鲜的干燥剂,就可 以重新密封。当防潮袋再次打开,只要HIC显示湿度低于30%RH,先前防潮袋打开的时间可以忽略。 因此,如果当防潮袋打开时HIC指示湿度低于30%RH,则在30℃、70%RH的环境下,元器件车间寿 命为168h,而与防潮袋打开时间无关。

    金融标准2a~B5a等级的干燥要求

    B2a~B5a等级的SMDs在密封到防潮袋之前应进行干燥处理(见第6章)。干燥之后到密封之前 的时间不能超过承制方暴露时间(MET)减去分销商打开包装袋重新分装的时间。如果承制方实际的 暴露时间MET超过了24h,应当使用实际时间。如果分销商重新包装防潮袋时使用了活性干燥剂,则 分销商的这段时间不必从MET中减去

    5.2.3载体材料的干燥要求

    自放人防潮装表中的 通过烘焙或在防潮袋内增加额 SMDs的包装内寿命(见6.3)

    5.2.4其他干燥要求

    承制方可利用一些常规在线工艺(如成型后的处理、打标后的处理和老化)的干燥效应来减少烘焙 时间。建议进行等效评估,以确保高温工艺后水汽重量的增加保持在可接受水平。SMD密封在防潮袋 内的总重量增加不应超过SMD从开始干燥到暴露于30℃、60%RH环境中MET小时(减去分销商的 分装时间)的水汽增量

    5.2.5烘焙与封袋之间时间超时

    干燥包装包括与SMDs和器件载体一起密封于防潮袋(MBB)内的干燥剂材料和湿度指示

    (HIC),典型的干燥包装示意图见图

    HIC),典型的干燥包装示意图见图1

    5.3.2.1防潮袋(MBB)

    图1运输管中潮湿敏感SMDs典型干燥包装示意图

    防潮袋的韧性、ESD防护、机械强度和耐穿刺性应满足相关国家标准的要求,防潮袋应热封。按照 ℃条件下,防潮袋进行弯曲试验后24h内的水汽传 速率(WVTR)应小于或等于0.03g/m。按照相关国家标准的规定,采用调制红外传感器测量水汽 通过塑料薄膜和薄板的传输速率(WVTR)

    干燥剂材料应符合相关国家标准对包装袋内稳定除湿用活性干燥剂的要求。干燥剂应是无尘的、 无腐蚀性的,且能吸收标准规定数量的水汽。干燥剂应装人湿气能透过的袋中。每个防潮袋内使用的 干燥剂的数量,应依据袋的表面积和水汽传输速率(WVTR)而定,以保持在25℃下,A2等级的SML 防潮袋内部的相对湿度小于30%,B2a~B5a等级的SMDs防潮袋内部的相对湿度小于10%。 为了区别不同类型的干燥剂,某些规范采用"UNIT"作为干燥剂材料数量的基本单位。1UNIT的 干燥剂定义为:在25℃、20%RH条件下,至少吸收2.85g水汽的干燥剂数量。为了满足本部分干燥包 装的要求,需知道1UNIT干燥剂在25℃、10%RH条件下,能吸收水汽的数量。 如果已知25℃、10%RH条件下干燥剂吸收水汽的能力,可以使用式(1)计算得到所需干燥剂的 数量:

    式中: U—干燥剂数量,单位为UNITS; A一—防潮袋的总表面积,单位为平方米(m")。 注:如果托盘、管、载料带、泡沫塑料端帽等,在装入包装袋之前未经烘焙,则需要额外的干燥剂来吸收这些材料中 所含的水汽。 5.3.2.3湿度指示卡(HIC) HIC应当符合相关国家标准对化学饱和湿度指示卡的规定。对A2等级的SMDs,HIC应具有 0%RH的敏感值,由敏感值为20%RH、30%RH和40%RH的颜色点指示。对B2a~B5a等级的 MDs,HIC至少应包括5%RH、10%RH、60%RH三个敏感值颜色点。图2a)和图2b)给出了HIC 示例

    U一一干燥剂数量,单位为UNITS; A一一防潮袋的总表面积,单位为平方米(m)。 注:如果托盘、管、载料带、泡沫塑料端帽等,在装入包装袋之前未经烘焙,则需要额外的干燥剂来吸收这些材来 所含的水汽。

    5.3.2.3湿度指示卡(HIC)

    HIC应当符合相关国家标准对化学饱和湿度指示卡的规定。对A2等级的SMDs,HIC应具有 30%RH的敏感值,由敏感值为20%RH、30%RH和40%RH的颜色点指示。对B2a~B5a等级的 SMDs,HIC至少应包括5%RH、10%RH、60%RH三个敏感值颜色点。图2a)和图2b)给出了HIC 示例

    注:通过颜色(淡紫色)对比可以确定低于30%R

    DB2a~B5a等级湿度指示卡示例

    5.3.3.1潮湿敏感识别标签

    干燥包装过程相关的标签包括潮湿敏感识别(MSID)标签和附录A中提到的警告标签(见 图A.2~图A.5)。MSID标签应粘贴到盛有防潮袋的最内层的运输容器上。警告标签应粘贴到防潮袋 的外表面

    5.3.3.2B6等级标签的要求

    不通过防潮袋运输的B6等级元器件应将MSID标签和适当的警告标签粘贴到最内层的运输容 器上。

    A1和B1等级标签的要

    再流焊的最高温度不在220℃225℃范围内的A1和B1等级元器件,应有标明再流焊最高温度 的警告标签。警告标签应粘贴到防潮袋上(如使用),或粘贴到最内层的运输容器上。如果条形码标签 以易读的形式给出了A1或B1等级和再流焊的最高温度信息,则警告标签不要求。再流焊的最高温度 何与潮湿有关的标签

    干燥包装的SMDs贮存在环境温度低于40℃、相对湿度低于90%的非冷凝大气环境中时,从包 密封之日算起,包装内寿命至少应为12个月

    对于不同潮湿敏感度等级的元器件,暴露的环境湿度小于或等于60%RH时,干燥条件选项见表2 和表3。采用允许选择的干燥方法,可以重新开始车间寿命计时。如果干燥后,密封于带有新鲜干燥剂 的防潮袋内,可以重置包装内寿命。表2和表3给出了SMDs的标准干燥条件。表2给出了SMDs车 间寿命到期,或发生其他情况导致过量的水汽暴露后,在用户处重新烘焙的条件。表3给出了在承制方 和(或)分销商处干燥包装之前的烘焙条件,最多充许总共24h的MET。承制方应正式告知分销商,产 品在重新烘焙之前可以天

    Z.201—2018/IEC60749

    注1:表2是基于带引线框架的SMD封装的最坏情况。 如果技术上合理(比如有SMDs吸收湿气/释放湿气的 据等),用户可以缩短实际烘焙时间。大多数情况下,适用于其他非密封SMDs。 注2:大于17mm×17mm的BGA封装,如果封装内部没有妨碍湿气往基片内扩散的阻挡层,可以使用本表 内以本体厚度和潮湿敏感等级确定的烘焙时间

    37.201—2018/IEC6074

    表3暴露于湿度不大于60%RH环境下,干爆包装前的默认烘焙时间(承制方烘焙:MET=24h)

    6.2.1车间寿命计时

    SMDs在工厂环境条件下暴露 柜或干燥包装袋内,不应停止(暂停 回寿命计时。然而.如果满足6.2.3所列条件

    6.2.2任意时长持续暴露

    潮湿敏感SMDs仅在湿度不大于60%RH的环境中暴露了任意时长后,可依据表2(再流焊前白 洪焙)或表3(干燥包装前的干燥)通过高温或低温烘焙充分干燥

    6.2.3.1短期暴露总则

    已经干燥过的SMDs,仅暴露于不超过30℃、60%RH环境中后,使用干燥包装或干燥柜进行常 操,即可达到充分干燥。如果采用干燥包装进行干燥,总暴露时间不超过30min,原来的干燥剂可 利用。

    6.2.3.2B2和B3潮湿敏感等级

    h,则于燥时间至少应为暴露时间的5倍才能使SMDs足够干燥以重置车间寿命计时。可采用

    中规定的干燥包装或能够将湿度保持在不超过10%RH的干燥柜进行干燥, 注:对潮湿敏感等级为B2、B2a或B3的元器件,暴露低于其指定车间寿命的任意时长,使用干燥包装或将其置于保 持相对湿度不超过10%的干燥柜里,将会停止(暂停)其车间寿命计时。然而,累计车间寿命需满足表4和(或) 表C.2的条件

    6.2.3.3B4.B5和B5a潮湿敏感等级

    对于潮湿敏感等级为B5和B5a的SMDs,如 、60%RH条件下车间寿命暴露时间不超过 h,则干燥时间至少应为暴露时间的10倍才能使SMDs足够干燥以重置车间寿命计时。可采用5.3 中规定的干燥包装或能够将湿度保持在不超过5%RH的干燥柜进行干燥。 车间寿命重置后.安全存条件见7.4

    除承制方另有规定外,使用高温载体(如:高温托盘)运输的SMDs,可以在载体中进行125℃烘焙。

    使用低温载体(如:管、低温托盘、载料带和卷盘)运输的SMDs,在载体中不能进行高于4O℃的煤 焙。如果要求进行更高温度的烘焙,应将SMDs从低温载体中取出,放到高温下安全的载体中进行烘 焙,然后再将其放回低温载体。 注1:手工操作会增加机械和(或)ESD损伤的风险。 注2:如果SMDs同未经烘焙的载体一同置于干燥袋内,参照5.3.2.2。

    6.3.3纸质和塑料容器

    当所有SMDs达到规定温度时.烘焙开始计时

    应接照ESD敏感器件的相关国家标准,采取适当的ESD操作防护措施。若在低湿度条件下(如: 在干燥环境中、烘焙后等)用真空笔对SMDs进行手工操作,ESD防护就显得尤为关键

    6.3.6载体的再利用

    载体再利用之前.应参考相关的材料规蒸

    截体再利用之前.应参考相关的材料规霜

    6.3.7.1氧化风险

    烘焙SMDs可能会造成引出端的氧化和(或)金属间化合物的生长,这些情况如果超出了正常范 围,会导致电路板装配时的可焊性问题。因此,SMDs的烘焙温度和时间受可焊性的限制。除承制方另 有规定外,大于90℃、小于或等于125℃的累积烘焙时间不应超过96h。如果烘焙温度不超过90℃, 则对烘焙时间没有限制。高于125℃的烘焙应咨询承制方。

    6.3.7.2载体释气的风

    料应确保不出现大面积的释气,否则会影响到元

    7.1车间寿命计时起点

    防潮袋打开后,车间寿命计时开始。如果防潮袋打开后,SMDs不会在规定的车间寿命内使用 按照第6章的规定进行处理。

    品或多层包装袋内层的洞、沟、裂缝、孔和任意 如果发现开口,且湿度指示卡指示已经超过 了最大允许湿度,则袋内元器件应夜 中吸收水汽达到饱和的烘焙时间。

    在包装袋顶端靠近封口的地方将无损包装袋剪开,以检查元器件。如果在工厂环境条件下打开 袋,见6.2.3。

    参见附录C 决定进行必要的烘焙之前所充许 部分产品,则剩余的SMDs应在开袋1h 之内重新密封或放在安全贮存 1.参见6.2

    表4潮湿敏感分类等级和车间寿命

    7.4.1安全购存类别

    安全贮存是指将干燥的SMDs存放在湿度受控的条件下,以使其车间寿命时钟保持在零点。对 到B5a等级的SMDs,可接受的安全贮存条件见7.4.2和7.4.3。

    7.4.3.1干燥柜能力

    通过吹入25℃士5℃的干燥空气或氮气,能够保持在低湿度的贮存柜。在常规操作(如开、关 h内,橱柜应能恢复到规定的湿度等级

    7.4.3.210%RH的干燥柜

    未密封入防潮袋内的SMDs置于相对湿度不高于10%的干燥柜内,该干燥柜不能看作防潮袋, SMDs在干燥柜里存放的最长时间不能超过表C.1和表C.2规定的时间。如果存放时间超过了极限 值,应依据表3对SMDs进行烘焙,以恢复其车间寿命

    4.3.35%RH的干燥柜

    未密封入防潮袋内的SMDs置于相对湿度不高于5%的十燥柜内,等同于密封入防潮袋,包装内寿 命无限制

    7.4.3.430%RH的干燥柜

    未密封入防潮袋内的A2等级SMDs置于相对湿度不高于30%的干燥柜内,等同于密封入防潮袋 包装内寿命无限制

    再流焊包括单次和多次装配再流焊,以及返工时单个元器件的焊接或解灿

    7.5.2开封的防潮袋

    十燥包装袋(MBB)打开后,袋内所有的SMDs都应在规定的车间寿命前完成所有的再流焊流程, 包括返工,否则就应依据6.2重新密封在防潮袋内,或贮存在干燥柜内。如果车间寿命或工厂环境条件 超过规定要求,参见7.6.3

    7.5.3再流焊温度极值

    7.5.4附加的热分布参数

    37.201—2018/IEC6074

    如果要进行多次再流焊,应确保所有潮湿敏感SMDs(已安装的或未安装的)在最后一次焊接之前 都没有超过其车间寿命。如果电路板上任何元器件超过了其车间寿命,则在下次再流焊之前应将电路 板进行烘焙。已安装元器件的电路板的烘焙参见附录B。 注1:任何再流焊或返工处理不会重置车间寿命计时。 注2:对于可能进水的空腔封装,第一次再流焊之后的水清洗过程,可能会成为湿气的又一来源,需对此造成的额外 风险进行评估

    7.5.6最多再流焊次数

    7.6.2干燥包装内湿度超限

    7.6.2.1湿度指示卡

    干燥包装内的湿度超限时,湿度指示卡(HIC)会有指示。这种情况会在误处理(如丢失干燥剂或干 燥剂不足)、误操作(如防潮袋出现裂缝和裂纹)或贮存不当时发生。 从防潮袋内取出HIC后应立刻进行读数。为了达到最好的精度,应在23℃土5℃下进行读数, 无论是否超过了包装内寿命,下列条件都适用

    7.6.2.2 HIC 指示 1

    对A2等级的SMDs,如果HIC指示防潮袋内相对湿度未超过30%.则袋内元器件仍足够干燥。 对B2a~B5a等级的SMDs,如果HIC上的10%RH指示点是蓝色的,则袋内元器件仍足够干燥 如果防潮袋准备再次密封,则应使用活性干燥剂代替原有干燥剂

    7.6.2.3 HIC 指示 2

    对A2等级的SMDs,如果HIC指小防潮表 有可能超过30%,说明SMDs曾暴露子 本等级的湿度环境中,应按照第6章的规定进行干燥, 对B2a~B5a等级的SMDs,如果5%RH指示点是粉色,且10%RH指示点不是蓝色,说明SM 暴露于高于本等级的湿度环境中,应按照第6章的规定进行干燥

    7.6.3车间寿命或环境温度(湿度)超限

    如果超出了表4中给出的车间寿命或环境温度(湿度)条件,应在再流焊或安全贮存之前,按照第6 章的规定对SMDs进行干燥。如果不能满足表4中给出的工厂环境温度和(或)湿度条件,元器件的车 回寿命应降级。车间寿命降级参见附录C

    7.6.4B6等级SMDs

    B6等级的SMDs应通过烘焙进行干燥,然后在标签规定的时限内进行再流焊

    Z.201—2018/IEC60749

    本附录规定了一些特殊的符号和标签,用来识别那些需要特殊包装和防护处理的

    A.2.1潮湿敏感符号

    本符号(见图A.1)表示器件潮湿敏感等级为A2或B2B6电缆标准,本符号出现在所有潮湿敏感警告标签 上(见图A.4)

    A.2.2潮湿敏感识别(MSID)标签

    A.2.3潮湿敏感警告标签

    2.3潮湿敏感警告标签

    图A.1潮湿敏感符号(示例)

    图A.2MSID标签(示例)

    只有当再流焊温度天手225℃时才需要警告标签,标签应粘贴手最内层的运输容器上,以指示再流 焊的温度,并标识为“非潮湿敏感”,见图A.3。

    饲养标准A.2.3.2A2等级

    或B1等级信息性标签(

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