湿敏元器件的存储与干燥

 

众所周知，表面贴装器件例如QFP和BGA都是湿敏元器件，表面安装技术联盟（SMTA）也提到，LED和瓷电容器等也容易受潮湿损伤。

 

PCB也必须作为湿敏元器件来处理，尤其是多层、柔性印刷电路板。PCB通过表面吸湿，水分扩散到器件内部。随着生产过程中PCB不断的小型化和日益增长的高强度吸湿阻燃剂的应用，PCB的吸湿问题不断加剧。

 

 

根据IPC/JEDEC-J-STD-033B标准，湿敏等级在2a-5a之间的元器件在水汽含量小于1.9g/m³（5%）的环境中可以无限期存放。这个湿度环境可以“停止车间寿命计时”，但是不能重置车间寿命。

 

随着除湿不断进行，水汽压力差增大，导致器件中的水分子克服器件粘合力释放出来，这样器件**燥。Super Dry防潮柜能够在室温条件下创造湿度<1%RH，水汽含量小于0.6g/m³的“湿气真空”环境，迫使器件原来吸收的水分释放出来。

 

l       这种重复的干燥过程很温和

l       器件不会暴露在热压力中

l       避免了器件氧化和金属件增生

 

吸附是一层薄分子层附着在另一种物质的表面。我们防潮柜中所使用的沸石干燥剂作为一种分子筛将水分子从空气中移走。我们研发的吸附型防潮柜适用于所有湿敏元器件，其中中温烘烤型防潮柜不仅温度稳定均衡，而且防止热量扩散，有效利用能源。这种中温烘烤型防潮柜可以根据IPC标准进行40℃烘烤，在50℃下干燥卷料、管料或者在60℃下干燥PCB.

 

某种封装的湿敏性受多种因素影响，包括内部尺寸及引脚框架的设计，封装的外部尺寸，贴装芯片块和塑封料的物理特性等。

 

某种封装实际上会吸收多少湿气取决于温度，塑封料的物理特性，周围环境的相对湿度，以及元器件暴露在这个环境中的时间。

 

塑封料表面的湿气溶解率受温度影响。温度越高，环境中的湿气渗透到塑封料中的速度越快。吸湿会持续进行直到器件内的湿气与环境中相对湿度达到平衡。相对湿度越高，塑料封装吸收的湿气越多。

 

 

所有塑封的元器件或者用有机材料制造的元器件都容易受潮湿损害。在回流焊过程中，迅速扩展的湿气和材料的配合不当会导致封装内关键的结合面开裂或脱层。不幸的是，在PCB的组装和测试过程中，这些瑕疵很难被发现。这些瑕疵在生产中会对元器件带来负面影响，导致电子产品过早损坏。甚至是在高温无铅回流焊中，芯片也可能被损伤。由于湿气引起的内部压力导致的封装开裂被称为爆米花现象，在极端情况下，PCB组装件会爆裂开。然而即使封装不会开裂，经常会发生界面间的分层。

焊盘和树脂表面脱层是在回流焊过程中水汽压力引起的。这些表面脱层很有可能导焊线和焊接口处产生剪应变。

 

微小的裂痕也可能扩展到封装的外表面，器件外部的裂痕可能会出现在侧面，顶部和底部。由于焊盘以下的封装材料厚度*小，在封装侧面*容易发生裂痕，这些裂痕也*难以识别。

 

现在对于广大的组装厂商来说，于几年前相比控制湿度是一个大问题。一个简单的原因是封装设计越来越小，湿气也更容易进入到器件中的关键区域。这些关键区域正是晶片，丝焊和焊线所在的区域。零部件厚度越小，容许湿气进入的塑料封装也就越少。