潮湿敏感元件(MSD)的控制.pptx

msd 潮湿敏感元件的控制,制作：顾仲蔚 ,esd 和 msd msd对smt生产直通率和产品的可靠性的影响不亚于esd，所以认识msd的重要性，深入了解msd的损害机理，学习相关标准，通过规范化msd的过程控制方法，避免由于吸湿造成在回流焊接过程中的元器件损坏来降低由此造成的产品不良率，提高产品的可靠性。,封装技术的不断变化导致湿度敏感器件和更高湿度等级的敏感器件的使用量在不断增加。 smd的封装形式 非气密封装-包括塑胶灌封封装和环氧树脂、有 机硅树脂等封装（暴露在环境空气下，湿气易渗透的聚合材料）。 所有塑料封装都吸收水分，不完全密封！ 我们现有元器件的封装？ 气密封装- 用不透气及防水材料制成器件的封装：常见的由金属、陶瓷封装。,什么是msd? msd: 潮湿敏感元件 moisture sensitive device 那smd又是什么 呢?,什么是msd?,爆米花需要什么条件？,无锡艾铭思汽车电子系统有限公司,smd - surface mounting device 表面贴装器件,空气中的湿气通过扩散进入易渗透的元件封装材料内。 在表面裝贴技术的焊接过程中，smd会接触到超过200度的高温。 高温再流焊接期间，元件中的湿气迅速膨胀、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/或内部关键界面处的分层。,无铅焊接的焊接温度在245度左右。在回流区的高温作用下，器件内部的水分会快速膨胀，器件的不同材料之间的配合会失去调节，各种连接则会产生不良变化，从而导致器件剥离分层或者爆裂，于是器件的电气性能受到影响或者破坏。破坏程度严重者，器件外观变形、出现裂缝等（通常我们把这种现象形象的称作“爆米花”现象）。 像esd破坏一样，大多数情况下，肉眼是看不出来这些变化的，而且在测试过程中，msd也不会表现为完全失效！,？,msd 的失效模式 1. 内部部件损伤(internal part damage)：如金线断裂 2. 开裂 (cracking) : 不会延伸到元件表面的内部裂纹,在一些极端的情况中，裂纹会延伸到元件的表面 .(一般指玉米花开裂popcorning),3. 分层 ( delamination) : 内部封装界面(即基片表面和模压复合物)之间的分层、剥离。,1、引线框的尺寸和设计 2、封装的尺寸和基片连接 3、材料与模压材料的物理特性 4、基片尺寸和钝化类型 5、吸收水分的量 6、回流焊温度曲线 对于潮湿敏感度一定的smd元器件，装配后 只有最后两个因素能够为smt工厂所控制。,影响封装潮湿敏感度的因素,因此 对于这两点我们要进行控制和关注！,什么是工厂msd控制？ msd控制指对不同潮湿等级的msd物料的搬运，包装，运输和使用，进行标准方法的控制，避免物料受潮而在高温再流焊时导致产品质量和可靠性下降。,包括7个指导标准，与我们相关的是： ipc/jedec j-std-020 塑料集成电路smd的潮湿/回流敏感性分类方法 ipc/jedec j-std-033 潮湿/再流焊敏感表面贴装器件的操作、包装、运输及使用,msd控制遵循的行业标准,ipc （国际电子工业联接协会）,jedec（固态技术协会）,制订和发布了 ipc-m-109,（潮湿敏感性元件标准和指引手册）,2007年1月发布j-std-033b.1.cn 版 经过官方中文翻译。,2012年2月发布j-std-033c 版 只发布了英文版。 j-std-033c有效地为过去所有标准中没有涉及到的电子元件种类提供了标准规范。除了扩充内容外，c版本还修正了干燥剂计算 j-std-033c提供了推荐和不推荐使用的防潮袋以及可接受的防潮袋（mbb）排气图解。,msd控制遵循的行业标准,msd控制：潮湿敏感等级和车间寿命,车间寿命（floor life）：从隔潮袋里将器件取出后、或经干燥存储、或经干燥烘烤到再流焊之前所允许的时间。 简要通俗点讲就是允许暴露时间,rh% ：相对湿度 relative humidity,对smd来说，潮湿敏感等级一般由器件厂商来定义： 依据：ipc/jedec j-std-020,msd控制：潮湿敏感等级和车间寿命,msd控制：smd的包装要求,干燥包裝 dry pack,2、干燥剂 desiccant,3、防潮袋 mbb: moisture barrier bag,1、湿度指示卡 hic: humidity indicator card,msd控制：smd的包装要求,干燥包裝 dry pack,msd控制：smd的包装要求,干燥包裝 dry pack,j-std-003b标准中规定的干燥包装要求如上表。,msd控制：smd的包装要求,隔潮袋须符合 mil-prf-81705, type i标准要求,隔潮袋（mbb）： moisture barrier bag 旨在阻碍水气渗透的袋子，用于包装潮湿敏感器件。,干燥包装中干燥剂的使用 为使包装内的rh%低于10%（25下） 干燥剂用量科用下述公式简化计算. u=5x10-3a u=所需干燥剂数量(单位：unit-美军标准，1个unit至少吸收2.85克水气量) a=隔潮袋的总暴露面积（总表面面积）( 单位：平方英寸) 干燥剂须符合mil-d-3464, type ii标准要求,干燥剂和hic的重复使用,msd控制：smd的包装要求,干燥剂和hic的重复使用,msd控制：smd的包装要求,干燥剂和hic的重复使用,msd控制：smd的包装要求,湿度指示卡（hic）: humidity indicator card 印有湿敏化学物质的卡片，化学物质可明显地改变颜色，典型地是由蓝色（干燥）转变为粉红色（潮湿），表示超过了标明的相对湿度。 湿度指示卡应当至少有3个敏感值为5% rh, 10% rh, 60% rh的 色点。 下图所示为j-std-033b标准的湿度指示卡示例。,干燥剂和hic的重复使用,msd控制：smd的包装要求,干燥剂和hic的重复使用,msd控制：smd的包装要求,湿度指示卡从隔潮袋中取出后应立即读取，在235下读取最为精确。,干燥剂和hic的重复使用,msd控制：smd的包装要求,湿度指示卡（hic） 在需要确定湿/干颜色时，可从卡片制造商处获取“标准对照”卡,j-std-033b标准中有关湿度指示卡的判别说明,hic的重复使用 hic依据厂商产品说明可烘烤后再用,须待5%rh刻度完全变蓝色可使用.,msd控制：smd的包装要求,潮湿敏感标志 （msid）,msid标签应当贴在装有隔潮袋的最小级别运输包装上。,msd控制：smd的包装要求,潮湿敏感警示标签,msd控制：smd的包装要求,潮湿敏感警示标签 警示标签须包含以下信息: 湿敏等级（如无，见bar code lable） 最高温度, 允许暴露时间, 烘烤要求 和封装日期等,潮湿敏感警示标签,msd控制：smd的包装要求,例：从湿敏元件标签上，可以得 到以下信息： 第1点 计算在密封包装袋中的时间是否超过12个月，下面的bag seal date就是密封包装的日期，如（图2）bag seal date：09/03/31 第2点 元件本体允许承受的最高温度，如（图2 ）：peak package body temperature： 260 第3点 floorlife时间(mounted/used within):就是在规定温度/湿度的环境中，可以暴露的有效使用时间，与右上角 level “3”相对应。 第4点 当在23度正负5度温度下，读湿度指示卡显示大于10%，器件在表面贴焊之前，需要烘烤。如（本例） 第5点 烘烤时间与温度如（本例）：48 hours小时、125 5。,潮湿敏感警示标签,msd控制：smd的包装要求,msd控制：smd的包装要求,msd控制：smd的包装要求,如何判断湿敏元件是否受潮？ 1.有效存储时间(shelf life)超出 2.到达最大暴露时间(floor life) 3.hic卡显示超过规定湿度要求 4.无法追踪和判断元件的状态,如何处理受潮的湿敏元件？,烘 干 ！,烘烤的最主要目的在去除封装零件的内部湿气，以避免再流焊(reflow)时产生分层或爆米花的问题。,烘干使用的设备,烘 箱,我们公司烘箱最高温度300,需要烘烤多久的时间？用多少温度？ 1、按照smd元件制造商提供的烘烤时间和温度 2、参考j-std-033b第四章节的“烘干”条款 表格 4-1 列出在用户端的smd封装组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 列出供货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条款归纳在用户端重置或暂停车间寿命计时的条件,需要烘烤多久的时间？多少温度？,需要烘烤多久的时间？多少温度？,需要烘烤多久的时间？多少温度？,卷带包装(reel)是否可以放进烤箱烘烤？ 根据j-std-033b章节4.2.1及4.2.2的规定，一般的湿敏零件的包装都必须标示其包装是否为可以承受125的高温烘烤，或是无法承受超过40的低温包装。一般如果没有标示就表示可以承受125的高温烘烤。 如果包装材料为低温包装，烘烤的时候就必须要移除所有的包装，等烘烤完毕后再重新装回原来的包装。 不论是高温或低温包装，烘烤前必须把原本的纸类及塑料容器（如纸板、泡泡袋、塑料包装等）挑出来，管塞(rubber band)及tray盘带在高温(125)烘烤前也必须挑出来。,需要烘烤多久的时间？多少温度？,烘烤的计时说明： 从smd封装达到规定的温度开始计时烘烤时间！,烘烤的可焊性限制：,烘烤注意事项 1.高温烘烤应确保包装材料经得起1250c 的高温。 2.烘烤次数应小于最大烘烤次数。 level 2a: 3次 level 3-5: 2次 level 5a: 1次 3.烘烤温度为125+ -5时，烘烤累计时间最多不得超过48hrs。 4.如果烘箱在中途打开，应确保在1小时内恢复到原来设定状态,需要烘烤多久的时间？多少温度？,烘烤流程见右图,例题 : e16所用湿敏元件来料：瑞莎 upd166007 车间寿命暴露达到180小时，如何处置？,msd元件的车间寿命重置和暂存,msd元件的车间寿命重置和暂存 干燥防潮箱,湿敏等级(msl) 2, 2a, 3的组件曝露于车间的时间如果小于12小时（于30c/60%rh环境下），只要将其放置于10%rh以下的干燥包装或是干燥柜内，经过5倍暴露于大气的时间，不需经过烘烤即可重计零件的车间时间(floor life)。 湿敏等级(msl) 4, 5, 5a组件曝露于车间的时间如果小于8小时（于30c/60%rh环境下），只要将其放置于5%rh以下的干燥包装或是干燥柜内，经过10倍暴露于大气的时间，不需经过烘烤即可重计零件的车间时间(floor life)。,j-std-033b标准的说明,干燥防潮箱则纯粹只是除湿，它的作用是透过低湿的环境，让原本留存在封装零件中的湿气慢慢挥发出来，所以需要一定的时间，这也是为何ipc特别定义时间及湿度,msd元件的车间寿命重置和暂存 干燥防潮箱,干燥箱：存放msd的专用箱，在该箱内温度应维持在255c、湿度应小于10%rh。箱内可使用氮气或干燥气体,msd元件的车间寿命重置和暂存 干燥防潮箱,工厂控制各部门职责： 1 仓库 - 仓库区域环境温湿度的管制，和防潮箱的环境温湿度管制，元件的管制。 2 iqc - iqc验货区域的环境温湿度的管制，元件的管制。 3 生产部 - 生产区域、物料暂存区域元件的管制。 4 其它部门 - 维修及有涉及到温湿度组件的部门要做好元件的管制。 4.5 ipqc - 稽核各单位对环境温湿度的管制情况；稽核控制标签的规范使用。,msd工厂控制,湿敏元件来料控制 1 质量部检验员在来料进行检验时，对湿敏元件的包装要作为一项主要内容检验；iqc必须检查来料真空包装有无漏气，有无破损，有无警示标贴，里面有无放干燥剂，材料真空包装有无超过标贴上规定的有效期限。当发现湿敏元件与以上不符时，应及时通知客户或供应商。 2 正常状况下所有真空包装材料均不需要拆开包装检查里面的元件。对于指定需要拆开包装检查的元件，iqc需要及时检查完毕，做真空包装，填写并贴上时间跟踪卡； 3 在没有特别指定湿度敏感元件时，iqc根据来料本身的包装形式和警告标签内容判断是否为湿度敏感元件；当来料本身为真空包装或已标注有湿度敏感等级时，该元件则必须视为湿度敏感元件执行相应控制要求。,msd工厂控制,仓库对msd元件的控制： 1 收货后正常状况下所有真空包装材料均不需要拆开包装清点里面的元件。仓管员对接收到的真空包装材料必须确认其真 空包装状况有无破损、漏气，如有真空包装袋破损或非真空包装时应及时通知采购、送货方尽快处置。 2 当来料为散数，或其它有必要拆包清点时，收货中心应在清点立即对该料进行真空包装，并加贴跟踪卡，生产时优先使用。 3 对待定的湿敏物料,仓库应及时通知采购、客户、或供应商尽快处理,对不能及时处理的待定料应承转移至有湿度受控区域存贮。 4 当材料进入到合格品仓库时,必须贮存在有湿度受控的区域，仓库物料员负责检查所有湿敏元件的包装情况，。 5 如果需要发放散数，则应在包装袋或料上填写并贴上防潮元件拆封时间跟踪卡。 6 产线退回不良或其它不良湿敏元件，应做好真空包装后退入库。,msd工厂控制,来料检查,msd工厂控制,生产部对湿度敏感元件的控制： 1 产线收到真空包装物料后，应检查真空包装状况是否有漏气、破损，如果有不良情况，拒收处理，若正常，则观察时间跟踪卡，准备使用。 2 尽量在上线前10分钟拆开包装，拆包装时应注意保证警示标贴正常，完整，打开包装后应首先检查湿度卡指示状况。 3 在生产过程中出现生产中断停产时间在5小时以上，湿度敏感元件必须回库进行干燥存放； 4 ipqc确认稽查上线湿敏元件的跟踪卡是否按要求进行填写，填写内容是否与实际操作相符，对不按要求操作的行为及时纠正，在停线时稽查产线作业员是否及时把湿敏元件退入仓库或防潮柜存放。,msd工厂控制 - msd时间控制标签,msd工厂控制,msd工厂控制 - msd时间控制标签,msd工厂控制,i0621505010013,3,瑞莎,upd166007,2012.3.28,168 h,2013.1.28 9:00,2013.1.28 9:20,0.3 h,167.7 h,杨晟,董育芳,宋丹凡,丁铭,2013.1.28 13:00,2013.1.28 15:00,2 h,165.7 h,159.0 h,2013.1.30 10:20,2013.1.30 17:00,6 .7 h,2013.3.8 10:00,2013.3.8 15:00,5 h,msd元件的 安全贮存 什么是安全贮存？（j-std-033b 5.3章节） 安全意味着在湿度可控的条件下保存干燥的smd封装，使车间寿命不计时。 可接受的安全贮存条件如下： 1、干燥包装,msd元件的 安全贮存,请大家思考 发料顺序 1.已经开封但没有受潮（即没有达到最大暴露时间）的湿敏元器件。 2.已经烘烤过的湿敏元器件。 3.没有开封的湿敏元器件。 发料原则 1.控制发料数量，做到用多少发多少。 2.剩余未发物料须包裝好。 3.先进先出,开过包装的物料先发。 note : 双面板须在24小时之内完成任务，无法完成则必须存放在湿度小 于5%的保干箱里。,案列,案例简述 某公司产交换机产品在雨季返修率较高，客户返修产品到维修部后维修过程一般都是更换bcm5338后，设备基本恢复正常工作，确定bcm5338器件故障。为了找到bcm5338失效的根本原因，又该芯片为塑封器件，开封分析成为一大难题，因此由质量部协助在库房（维修更换退料库）寻找4片2006年生产的器件，返到原厂分析。,问题描述 交换机所用bcm5338芯片，在7，8月份（雨季）故障率较高，失效现象一般为数据丢包/ping不