PCB技術(shù)MSD存儲(chǔ)的注意事項(xiàng)
通常,物料從貼片機(jī)上拆下以后,在再次使用以前,會(huì)一直存放在干燥的環(huán)境里,比如干燥箱,或者和干燥劑一起重新封裝。很多組裝人員認(rèn)為,在器件保存在干燥環(huán)境以后,可以停止統(tǒng)計(jì)器件的曝露時(shí)間。其實(shí),只有在器件以前就是干燥的情況下,才可以這樣做。事實(shí)上,一旦器件曝露相當(dāng)長一段時(shí)間后(一小時(shí)以上),所吸收的濕氣會(huì)停留在器件的封裝里面,并慢慢滲透到器件的內(nèi)部,從而很可能對(duì)器件造成破壞。
最近的調(diào)查結(jié)果清晰的表明,器件在干燥環(huán)境下的時(shí)間與在環(huán)境中的曝露時(shí)間同樣重要。最近,朗訊科技的Shook和Goodelle發(fā)表了與此相關(guān)的論文,論道精辟。有例子表明,濕度等級(jí)為5(正常的拆封壽命為48小時(shí))的PLCC器件,干燥保存70小時(shí)以后,實(shí)際上,僅僅曝露16個(gè)小時(shí),便超過了其致命濕度水平。
研究表明,SMD器件從MBB內(nèi)取出以后,其Floor Life與外部環(huán)境狀況呈一定的函數(shù)關(guān)系。保守的講,較安全的作法就是嚴(yán)格按照表1對(duì)器件進(jìn)行控制。但是外部環(huán)境經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化,實(shí)際的環(huán)境狀況滿足不了表1中規(guī)定的要求。表2列出了隨著外部或者儲(chǔ)存環(huán)境的變化,器件Floor Life的相應(yīng)變化。
如果MSD器件以前沒有受潮,而且拆封后曝露的時(shí)間很短(30分鐘以內(nèi)),曝露環(huán)境濕度也沒有超過30℃/60%,那么用干燥箱或防潮袋對(duì)器件繼續(xù)存儲(chǔ)即可。如果采用干燥袋存儲(chǔ),只要曝露時(shí)間不超過30分鐘,原來的干燥劑還可以繼續(xù)使用。
對(duì)于Levels 2~4的MSD,只要曝露時(shí)間不超過12小時(shí),則其重新干燥處理的保持時(shí)間為5倍的曝露時(shí)間。干燥介質(zhì)可以是足夠多的干燥劑,也可以采用干燥柜對(duì)器件進(jìn)行干燥,干燥柜的內(nèi)部濕度要保持在10%RH以內(nèi)。
另外,對(duì)于Levels 2、2a或者3,如果曝露時(shí)間不超過規(guī)定的Floor Life,器件放在≤10%RH的干燥箱內(nèi)的那段時(shí)間,或者放在干燥袋的那段時(shí)間,不應(yīng)再計(jì)算在曝露時(shí)間內(nèi)。
對(duì)于Levels 5~5a的MSD,只要曝露時(shí)間不超過8小時(shí),則其重新干燥處理的保持時(shí)間為10倍的曝露時(shí)間。可以用足夠多的干燥劑來對(duì)器件進(jìn)行干燥,也可以采用干燥柜對(duì)器件進(jìn)行干燥,干燥柜的內(nèi)部濕度要保持在5%RH以內(nèi)。干燥處理以后可以從零開始計(jì)算器件的曝露時(shí)間。
如果干燥柜的濕度保持在5%RH以下,這樣相當(dāng)于存儲(chǔ)在完整無損的MBB內(nèi),其Shelf Life不受限制。
MSD包裝許多公司會(huì)選擇對(duì)沒有用完的MSD重新打包,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,打包的基本物資條件有MBB、干燥劑、HIC等,不同等級(jí)的MSD其打包的要求是不一樣的。如表3所示。
在用MBB密封以前,Level 2a~5a的器件必須進(jìn)行干燥(除濕)處理。干燥處理的方法一般是采用烘干機(jī)進(jìn)行烘烤。
由于盛放器件的料盤,如:Tray盤、Tube、Reel卷帶等,和器件一塊兒放入MBB時(shí),會(huì)影響濕度等級(jí),因此作為補(bǔ)償,這些料盤也要進(jìn)行干燥處理。
MSD的干燥方法一般采用的干燥方法是在一定的溫度下對(duì)器件進(jìn)行一定時(shí)間的恒溫烘干處理。也可以利用足夠多的干燥劑來對(duì)器件進(jìn)行干燥除濕。
根據(jù)器件的濕度敏感等級(jí)、大小和周圍環(huán)境濕度狀況,不同的MSD的烘干過程也各不相同。按照要求對(duì)器件干燥處理以后,MSD的Shelf Life和Floor Life可以從零開始計(jì)算。
當(dāng)MSD曝露時(shí)間超過Floor Life,或者其他情況導(dǎo)致MSD周圍的溫度/濕度超出要求以后,其烘干方法具體可參照最新的IPC/JEDEC標(biāo)準(zhǔn)。如果器件要密封到MBB里面,必須在密封前進(jìn)行烘干。Level 6 的MSD在使用前必須重新烘干,然后根據(jù)濕度敏感警示標(biāo)志上的說明在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行回流焊接。
對(duì)MSD進(jìn)行烘烤時(shí)要注意以下幾個(gè)問題:一般裝在高溫料盤(如高溫Tray盤)里面的器件都可以在125℃溫度下進(jìn)行烘烤,除非廠商特殊注明了溫度。Tray盤上面一般注有最高烘烤溫度。
裝在低溫料盤(如低溫Tray盤、管筒、卷帶)內(nèi)的器件其烘烤溫度不能高于40℃,否則料盤會(huì)受到高溫?fù)p壞。
在125℃高溫烘烤以前要把紙/塑料袋/盒拿掉。
烘烤時(shí)注意ESD(靜電敏感)保護(hù),尤其烘烤以后,環(huán)境特別干燥,最容易產(chǎn)生靜電。
烘烤時(shí)務(wù)必控制好溫度和時(shí)間。如果溫度過高,或時(shí)間過長,很容易使器件氧化,或著在器件內(nèi)部接連處產(chǎn)生金屬間化合物,從而影響器件的焊接性。
烘烤期間,注意不能導(dǎo)致料盤釋放出不明氣體,否則會(huì)影響器件的焊接性。
烘烤期間一定要作好烘烤記錄,以便控制好烘烤時(shí)間。
MSD的返修如果要拆掉主板上的器件,最好采用局部加熱,器件的表面溫度控制在200℃以內(nèi),以減小濕度造成的損壞。如果有些器件的溫度要超過200℃,而且超過了規(guī)定的Floor Life,在返工前要對(duì)主板進(jìn)行烘烤,烘烤方法見下段介紹;在Floor Life以內(nèi),器件所能經(jīng)受的溫度和回流焊接所能承受的溫度一樣。
如果拆除器件是為了進(jìn)行缺陷分析,一定要遵循上面的建議,否則濕度造成的損壞會(huì)掩蓋本來的缺陷原因。
如果器件拆除以后要回收再用,更要遵循上面的建議。MSD經(jīng)過若干次回流焊接或返工后,并不能代替烘干處理。
有些SMD器件和主板不能承受長時(shí)間的高溫烘烤,如一些FR-4材料,不能承受24小時(shí)125℃的烘烤;一些電池和電解電容也對(duì)溫度很敏感。綜合考慮這些因素,選擇合適的烘烤方法。