潮濕敏感

摘要

線路板裝配廠商在組裝之前，為防止PCB因受潮而產生焊接不良通常要對其進行烘乾處理，但卻往往會忽視元器件如積體電路的受潮。積體電路塑封體的吸潮不僅僅是一個乾燥的問題，應該在裝配中認真加以對待。儘管它從表面封裝技術出現時就已經存在，但直到最近才引起應有的廣泛關注。

積體電路封裝中採用的熱固性環氧材料看起來似乎是防潮的，但實際情況恰恰相反，隨著時間推移，IC上的塑膠密封劑會從周圍環境中吸收潮氣，吸潮程度與實際塑膠化合物成分、運輸儲藏條件及生產線環境濕度等因素有關。在回流焊過程中，元件將經歷一個溫度迅速變化的過程，其內部如果吸收有濕氣就會轉變為過熱蒸汽，蒸氣壓的突變將導致封裝發生膨脹。

封裝的膨脹程度取決於下列因素：塑膠組成成分、實際吸收濕氣的數量、溫度、加熱速度以及塑膠的厚度，當由此引起的壓力超過塑膠化合物的彎曲強度時，封裝就可能會裂開，或至少在界面間產生分層。請記住不同的封裝其開裂程度並不相同，有時破裂會導致元件脫離線路板，即“爆米花效應”，但很多時候這類缺陷要到產品套用出問題時才會被發現。

IPC/JEDEC J-STD-033針對潮濕敏感器件(MSD)問題，提出了傳輸、包裝、運送及套用方面的建議和要求。簡言之，MSD元件生產商必須於回流焊之前對元件進行測試，並根據它在30℃和60%相對濕度條件下的最長存儲時間進行分級。在運送到組裝廠商之前，元件應放在乾燥的包裝中並標識正確。從理論上講，乾燥包裝一旦打開後，元件必須在規定的時間內完成裝配和回流焊。

關於MSD有一個有趣的誤解，即認為當先前已暴露在空氣中的MSD重新放於乾燥袋或置於乾燥箱中後，便無須再考慮使用期限。將貼片機上不用的MSD重新放入乾燥環境是一個較為普遍也是很好的做法，但是只要元件暴露在空氣中超過一個小時，就會吸入濕氣。室溫下濕氣擴散是一個非常緩慢的過程，事實上研究表明，吸入的濕氣會朝著封裝中心擴散並接近裸片邊緣，有可能會造成嚴重損壞。

因此，正確的做法是將元件暴露的時間全部累計起來，從元件來料、托盤到卷盤的再分裝、元件貼放系統上料和取料一直到元件裝配在PCBA上並通往回流焊爐。對於物流管理來說，MSD的正確保管和處理真是一件很可怕的事。

最近在加拿大魁北克一家名為Cogiscan的新公司里，一群天才的技術人員設計了一個非常實用的解決方案，他們用一個跟蹤系統監控MSD的行蹤和狀態，從它一進入裝配廠起一直到通過貼片機貼放到線路板上為止。該公司開發了一個MSD跟蹤系統，採用無線頻率識別(RFID)高級自動辨別技術，將RFID發射器貼在元件托盤和卷盤上如同一個電子標籤，這些標籤中含有可程式存儲晶片，可儲存包括過期日期和時間等所有相關的元件信息。

在卷盤套用中，RFID晶片和天線裝在一個小而薄的圓片內，圓片則置入透明袋並貼在卷盤表面上(圖1)。當然卷盤內元件用完後，圓片可以取出以便將來重新設定數據重複使用。對於托盤，RFID系統則放在一個很小不會造成妨礙的彈簧塑膠夾中，夾在JEDEC托盤末端突出部位，這種夾子也非常容易取下重複使用。夾子和圓片均設計為可承受標準烘烤條件，和它們進行通訊的是一個小型工作站，帶有CPU及相應軟硬體。

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