#技术风云榜#湿度敏感元件(MSD)管控介绍

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MSD=moisture-sensitive devices
6 e" O, @+ B8 r' L  q, }潮湿敏感元件产生危害的因素：      潮敏失效是塑料封装表贴器件在高温焊接工艺中表现出来的特殊的失效现象。造成此类问题的原因是器件内部的潮气膨胀后使得芯片发生损坏。封装的膨胀程度取决于下列因素：塑料组成成分、实际吸收湿气的数量、温度、加热速度以及塑料的厚度，当由此引起的压力超过塑料化合物的弯曲强度时，封装就可能会裂开，或至少在界面间产生分层。
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6 H7 P) S! r$ h* u' ~, t      线路板装配厂商在组装之前，为防止PCB因受潮而产生焊接不良通常要对其进行烘干处理，但却往往会忽视元器件如集成电路的受潮。集成电路塑封体的吸潮不仅仅是一个干燥的问题，应该在装配中认真加以对待。尽管它从表面封装技术出现时就已经存在，但直到最近才引起应有的广泛关注。 集成电路封装中采用的热固性环氧材料看起来似乎是防潮的，但实际情况恰恰相反，随着时间推移，IC上的塑料密封剂会从周围环境中吸收潮气，吸潮程度与实际塑料化合物成分、运输储藏条件及生产线环境湿度等因素有关。在回流焊过程中，元件将经历一个温度迅速变化的过程，其内部如果吸收有湿气就会转变为过热蒸汽，蒸气压的突变将导致封装发生膨胀。 封装的膨胀程度取决于下列因素：塑料组成成分、实际吸收湿气的数量、温度、加热速度以及塑料的厚度，当由此引起的压力超过塑料化合物的弯曲强度时，封装就可能会裂开，或至少在界面间产生分层。请记住不同的封装其开裂程度并不相同，有时破裂会导致元件脱离线路板，即“爆米花效应”，但很多时候这类缺陷要到产品应用出问题时才会被发现。 IPC/JEDEC J-STD-033针对潮湿敏感器件(MSD)问题，提出了传输、包装、运送及应用方面的建议和要求。简言之，MSD元件生产商必须于回流焊之前对元件进行测试，并根据它在30℃和60%相对湿度条件下的最长存储时间进行分级。在运送到组装厂商之前，元件应放在干燥的包装中并标识正确。从理论上讲，干燥包装一旦打开后，元件必须在规定的时间内完成装配和回流焊。

8 m+ J, m( h( C- v- F: J      关于MSD有一个有趣的误解，即认为当先前已暴露在空气中的MSD重新放于干燥袋或置于干燥箱中后，便无须再考虑使用期限。将贴片机上不用的MSD重新放入干燥环境是一个较为普遍也是很好的做法，但是只要元件暴露在空气中超过一个小时，就会吸入湿气。室温下湿气扩散是一个非常缓慢的过程，事实上研究表明，吸入的湿气会朝着封装中心扩散并接近裸片边缘，有可能会造成严重损坏。 因此，正确的做法是将元件暴露的时间全部累计起来，从元件来料、托盘到卷盘的再分装、元件贴放系统上料和取料一直到元件装配在PCBA上并通往回流焊炉。对于物流管理来说，MSD的正确保管和处理真是一件很可怕的事。 最近在加拿大魁北克一家名为Cogiscan的新公司里，一群天才的技术人员设计了一个非常实用的解决方案，他们用一个跟踪系统监控MSD的行踪和状态，从它一进入装配厂起一直到通过贴片机贴放到线路板上为止。该公司开发了一个MSD跟踪系统，采用无线频率识别(RFID)高级自动辨别技术，将RFID发射器贴在元件托盘和卷盘上如同一个电子标签，这些标签中含有可编程存储芯片，可储存包括过期日期和时间等所有相关的元件信息。 在卷盘应用中，RFID芯片和天线装在一个小而薄的圆片内，圆片则置入透明袋并贴在卷盘表面上(图1)。当然卷盘内元件用完后，圆片可以取出以便将来重新设置数据重复使用。对于托盘，RFID系统则放在一个很小不会造成妨碍的弹簧塑料夹中，夹在JEDEC托盘末端突出部位，这种夹子也非常容易取下重复使用。夹子和圆片均设计为可承受标准烘烤条件，和它们进行通讯的是一个小型工作站，带有CPU及相应软硬件。 一般情况下，卷盘和托盘MSD在进料检查或库房内贴上电子标签并做初始化，接着用工作站对标签进行原始数据处理，将和元件有关的所有信息记录在标签上，包括潮湿敏感数据。也可记录元件其它方面的信息，如数量、批号、日期代码和接收报告号等，对于已有的部件号，还可从数据库中查到这些信息。根据测到的环境温度和相对湿度对最大存储时间进行自动调整，这就实现了J-STD-033的梦想。

      整个装配区域不管哪里，只要有MSD暴露在干燥袋外，那里就设有工作站，标签经过天线时即可完成更新。天线装在一个特别设计的支撑盘中，操作员则在一个易用的电脑菜单指导下进行相关操作。因此每次将元件移到一个不同的环境或从干燥袋、干燥箱、烘箱及贴放机放入/取出时，标签均会被更新，软件根据IPC/JEDEC标准和在空气中暴露的全部记录计算出元件的剩余寿命。 设计人员还考虑得很周全，例如可直接用条形码阅读器阅读干燥袋上的标签，以及当元件即将或已经达到存储寿命期限时系统会发出警报。实际上这种追踪方法的用途还不止是MSD，MSD不过是一个很好而且也是比较急需的一个开端。
6 U% m4 b0 L" {/ a      该系统使J-STD-033能以一种经济易用的方式投入应用，它可减少人为错误如不必要的烘烤，因为这样会降低元件可焊性而且使材料流向发生混乱。        潮湿等级 环境 车间寿命:
1 ≤30°C/85% RH 无限车间寿命
2 ≤30°C/60% RH 一年车间寿命
8 y( ]6 z! b8 A. u& o 2a ≤30°C/60% RH 四周车间寿命
0 \8 q: \% o" V# A3 l3 ≤30°C/60% RH 168小时车间寿命
4 ≤30°C/60% RH 72小时车间寿命
; X9 ~2 l7 {, } 5 ≤30°C/60% RH 48小时车间寿命
/ X5 {" V  d3 x# r; s 5a ≤30°C/60% RH 24小时车间寿命
1 ?. \5 o1 e9 m  V 6 ≤30°C/60% RH 标签上标识要求

fantasyqqq

我们公司打样回来的PCB板包装里面就放了这个