潮湿敏感表面安装器件
1. 引言
某些塑料封装表面安装器件如果处理不当会在连接到PCB(印制电路板)的再流焊过程中引起损坏。损坏是由内部封装开裂(一般指玉米花开裂)或内部封装界面(即基片表面和模压复合物)之间的分层所造成。这种内部损坏会导致多种失效模式，包括焊线断裂和球焊起翘。如果损坏达到了封装的外部，则会给外部污染物提供进入的通道。另外，基片连接区的分离会导致电阻和热阻升高，从而影响某些封装形式的器件性能。
这种失效机理的根源在于塑封材料内吸收的水分快速升温。所有塑料封装都吸收水分。在典型的再流焊操作中，整个PCB和器件都暴露在快速变化的环境温度中。吸入的水分快速变成蒸汽。这种蒸汽压力的突然变化使封装膨胀。如果压力超过了塑料的抗挠强度，封装就可能开裂。即使封装不开裂，也会出现界面分层。
影响封装潮湿敏感度的因素很多，包括引线框的内部尺寸和设计、封装的外尺寸和基片连接材料与模压材料的物理特性。另外，基片尺寸和钝化类型也会影响潮湿敏感度。最后两个影响因素则是吸收水分的量和再流焊温度剖面。对于潮湿敏感度一定的SMD，装配后只有最后两个因素能够为PCBA生产厂所控制。
塑料封装内吸引的水分量取决于4个方面：1) 封装材料的物理特性；2)温度；3)周围空气的相对温度；4)在这些环境条件下的时间。在封装材料中的潮湿扩散率与温度有关。温度越高，周围潮湿水分侵入封装材料的速度越快，吸收过程将持续到内部潮湿浓度与环境相对湿度平衡为止。因此相对湿度越大，塑料封装内的吸收水分量越大。
同时，再流焊过程剖面，包括预热、温度爬升和最高暴露温度，都会影响SMD的潮湿敏感度。一般而言，温升率越慢，最高温度越低，潮湿敏感度造成损坏的概率就越小。
2. 潮湿敏感度分类
结合J－STD－20(塑料集成电路表面安装器件的潮湿／再流焊敏感度分级)给出了8个等级。
3. 干燥袋
如果已确定某个封装类型的潮湿敏感度(水平2～6)，则产品必须用干燥袋装运。干燥袋为坚韧的防潮袋。产品经过125℃、24小时的烘烤，然后放入干燥袋中，袋中还要放入预定量的干燥剂和湿度敏感标识卡。然后密封袋子，贴上潮湿敏感警示标签。标签说明开袋后的车间寿命以及封装的日期。另外标签还要提供产品存贮和再烘烤的信息。
4. PCB装配
打开干燥袋时使用者要检查2样东西：1)标签上的密封日期；2)袋内的潮湿标识。如果密封日期超过1年或湿度标识卡显示已失效，产品在再流焊前就需再烘烤。如果两者都在要求以内则可以使用产品。再流焊必须在警示标签上说明的车间寿命期内完成。否则可能损坏产品。
不用的产品可存在＜30%RH控制环境的箱子里（干燥箱）。再用于生产时应从标签中指明的车间寿命中扣除前面暴露于车间的时间。
5. PCBA 返工
如果需要返工，必须采取特殊的防护措施。用电烙铁进行板的局部修复不应损坏邻近的封装。应注意不要过度加热更换器件的某个引脚。如用热气枪进行修理，则要注意屏蔽周围所有潮湿敏感封装。如果要更换一个潮湿敏感SMD，新器件应在其车间寿命范围内。
6. 潮湿敏感产品的再烘烤
潮湿敏感产品如果已经暴露在工厂环境中超过其预定的车间寿命，或开了干燥袋并且湿度标识卡显示已失效，则需要在再流焊之前再烘干。干燥包装的烘烤过程是125℃、24小时。托架一般可以承受这一温度，但运输管、带和卷轴都不能。对此有两种替代方法：1)塑料管内的产品可转到金属管或放在托架上进行一般的125℃烘烤过程，需要采取ESD防护措施。2)管、带和卷轴也可以在40℃＋5℃／－0℃、5%RH的条件下烘烤192小时。烘烤后产品要在其预定车间寿命内进行再流焊加工或放在＜20%RH贮存箱内以便将来使用。对潮湿异常敏感的元器件(水平6)。最好在烘烤后马上进行再流焊加工。
7. 储存
干燥包装产品应在FIFO(先进先出)的基础上进行周转，以保证干燥包装不超过1年的有效期。最好不打开工厂的干燥包装。如果需要打开干燥袋取出部分内容物，应立即重新密封干燥袋，新袋上应贴上和原干燥袋相同的潮湿敏感警示标签。
