IPC/J-STD-033對MSD芯片的存儲烘烤解讀
發布時間：2020年07月31日 點擊數：
摘要：MSD芯片需要用到工業防潮箱進行防潮以及低濕MSD烘烤箱進行除濕。但究竟如何正確使用？IPC標準中又如何規定呢？
尚鼎除濕撰：關于MSD芯片的存儲、處理，一直以來都是各工廠需要面對的問題。而隨著品質要求的提高，同仁們也發現，芯片的處理不妥當，往往導致各種復雜的問題發生。同仁們也慢慢了解到MSD芯片需要用到工業防潮柜進行防潮以及低濕MSD烘烤箱進行除濕。但究竟如何正確使用？IPC標準中又如何規定呢？本文特針對此問題進行解答。
首先來了解下MSD芯片在受潮后所能產生的問題及危害。MSD為潮濕敏感元器件的簡稱，主要包含IC、BGA、QFP等各種集成電路芯片。由于其集成度較高，故芯片內部結構精密復雜。如此精密復雜的芯片，其內部結構只要能出現一丁點的異常，則很容易導致芯片故障。而且，往往這種故障很難排除。導致后期維修費用陡增。
而MSD的受潮正是容易讓芯片內部產生異常的禍端。在MSD受潮后，其內部的水份，在經過焊接加熱過程中，水份汽化，造成體積增大而擠壓芯片，很容易造成芯片的微裂紋、開裂、分層、甚至是爆米花現象的產生。對芯片造成不可逆轉的損傷。除了爆米花現象可以肉眼觀察以外，開裂、分層需要對應的儀器才能檢測。而最麻煩的是微裂紋，很可能儀器也無法檢查，但是可能造成功能缺失可是使用壽命的大大減短。對企業造成巨大損害。
而IPC為了避免這些問題的發生，就對芯片進行了潮濕敏感級別MSL的劃分，以及針對防潮對相對應的防潮箱濕度要求作相對應的規定。如下表所示：
上表為IPC對于MSD的級別劃分后的車間壽命情況。對于IC、BGA等MSD的防潮，就是保證MSD器件在上線使用前的車間壽命仍然存在。也就是意味著MSD受潮在可接受的范圍以內，不致于讓MSD在過焊時存在爆米花、微裂紋、開裂、分層等隱患！
而MSD防潮箱防潮柜的使用，則是在柜內營造相對應IPC標準的濕度范圍。如小于10%RH，小于5%RH等。其實在實際工業防潮箱防潮柜干燥柜的使用中，基本上都是選用此兩個性能要求。其選擇的范圍只根據芯片的MSL（潮濕敏感級別）來決定。而實際上如果選用5%RH級別的防潮柜，則可以不用過多考慮芯片的MSL。
此外，工業防潮柜防潮箱干燥柜的選擇，除了濕度以外， 很容易讓同仁們忽略的一點，就是工業防潮箱防潮柜干燥柜的除濕速度問題。原因是MSD芯片的吸潮是個累積的過程。也就是在IPC標準中所提及的暴露時間的車間壽命損耗累計。MSD芯片在暴露于高于標準防潮濕度時，芯片就會吸收一定潮濕。盡管之后存儲于低濕環境一段時間，但在下一次的暴露時間內，MSD的吸潮計算需要加入上一次的吸潮量。也就是兩次的暴露時間要累加。
故，為盡量避免這個累積的問題，就需要每次的高濕的暴露時間盡量短。也就是處于10%RH以下的時間盡量短。如此才是對MSD起到最好保護的措施。也就是說，對于工業防潮箱防潮柜干燥柜的選擇，除濕速度越快越好。
而對于受潮后的MSD的烘烤，IPC標準里亦有詳細的規定。如下表所示：
，
表上有規定，對于受潮后的MSD有三種烘烤標準。分別是125℃、90℃+5%以及40℃+5%RH三個條件。細心的同仁也會發現，烘烤標準中，有兩個條件是需要加入濕度要求的。這是與水的100度沸點有關系。詳細的介紹可以參考本網站其它技術文獻。其中有詳細的說明以及MSD烘烤箱的使用。
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