潮湿敏感元件

　　本文介绍，应该清楚地认识到元件对潮湿的敏感性是一个复杂的主题。

　　潮湿敏感性元件的主题是相当麻烦但很重要的 - 并且经常被误解的。由于潮湿敏感性元件使用的增加，诸如薄的密间距元件(fine-pitch device)和球栅阵列(BGA, ball grid array)，使得对这个失效机制的关注也增加了。当元件暴露在回流焊接期间升高的温度环境下，陷于塑料的表面贴装元件(SMD, surface mount device)内部的潮湿会产生足够的蒸汽压力损伤或毁坏元件。常见的失效模式包括塑料从芯片或引脚框上的内部分离(脱层)、线捆接损伤、芯片损伤、和不会延伸到元件表面的内部裂纹等。在一一些极端的情况中，裂纹会延伸到元件的表面；最严重的情况就是元件鼓胀和爆裂(叫做“爆米花”效益)。
　　IPC - 美国电子工业联合会制订和发布了 IPC-M-109, 潮湿敏感性元件标准和指引手册。它包括以下七个文件：

　　　　IPC/JEDEC J-STD-020 塑料集成电路(IC)SMD的潮湿/回流敏感性分类
　　　　IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性SMD的处理、包装、装运和使用标准
　　　　IPC/JEDEC J-STD-035 非气密性封装元件的声学显微镜检查方法
　　　　IPC-9501 用于评估电子元件(预处理的IC元件)的印刷线路板(PWB, printed wiring board)的装配工艺过程的模拟方法
　　　　IPC-9502 电子元件的PWB装配焊接工艺指南
　　　　IPC-9503 非IC元件的潮湿敏感性分类
　　　　IPC-9504 评估非IC元件(预处理的非IC元件)的装配工艺过程模拟方法
　　原来的潮湿敏感性元件的文件，IPC-SM-786, 潮湿/回流敏感性IC的检定与处理程序，不再使用了。
　　IPC/JEDEC J-STD-020 定义了潮湿敏感性元件，即由潮湿可透材料诸如塑料所制造的非气密性包装的分类程序。该程序包括暴露在回流焊接温度接着详细的视觉检查、扫描声学显微图象、截面和电气测试等。
　　测试结果是基于元件的体温，因为塑料模是主要的关注。`标准的回流温度是220°C+5°C/-0°C，但是回流试验发现，当这个温度设定为大量元件的电路板的时候，小量元件可达到235°C。如果可能出现更高的温度，比如可能出现小量与大量元件的情况，那么推荐用235°C的回流温度来作评估。可使用对流为主、红外为主或汽相回流设备，只要它可达到按照 J-STD-020 的所希望的回流温度曲线。
　　下面列出了八种潮湿分级和车间寿命(floor life)。有关保温时间标准的详情，请参阅 J-STD-020。

　　1 级 - 小于或等于30°C/85% RH 无限车间寿命
　　2 级 - 小于或等于30°C/60% RH 一年车间寿命
　　2a 级 - 小于或等于30°C/60% RH 四周车间寿命
　　3 级 - 小于或等于30°C/60% RH 168小时车间寿命
　　4 级 - 小于或等于30°C/60% RH 72小时车间寿命
　　5 级 - 小于或等于30°C/60% RH 48小时车间寿命
　　5a 级 - 小于或等于30°C/60% RH 24小时车间寿命
　　6 级 - 小于或等于30°C/60% RH 72小时车间寿命 (对于6级，元件使用之前必须经过烘焙，并且必须在潮湿敏感注意标贴上所规定的时间限定内回流。)
　　增重(weight-gain)分析(参阅J-STD-020)确定一个估计的车间寿命，而失重(weight-loss)分析确定需要用来去掉过多元件潮湿的烘焙时间。J-STD-033提供有关烘焙温度与时间的详细资料。