湿敏器件的干燥 – 深圳市洲侨创新除湿技术有限公司
(解读最新版IPC/JEDEC J-STD-033D标准中对MSD烘烤条件规定）
一、前言：
众所周知，受潮的湿敏器件（以下简称“MSD”）在过回流焊高温作用下会发生压力损伤甚至爆米花现象；相比较直接可以发现的爆米花现象，压力微损伤的破坏力更大，因为这是一种隐形的问题，这种损伤可以在成品一段时间后才会显现。所以它直接大幅降低成品的可靠性或者寿命，对于一个企业而言，声誉也会受到影响。所以大家都会将受潮的MSD干燥后再过回流焊，以避免发生这样的品质或者可靠性问题。不过事实上，不正确的MSD干燥方式会带来更多问题，了解这些细节的人并不多。不正确的MSD干燥方式会导致干燥程度无法达至安全范围，从而无法避免受潮带来的损伤，甚至还会加速产品表面氧化，大幅降低可焊性，产生更多问题。
所以认识并且重视IPC/JEDEC J-STD-033D标准中对MSD的干燥或者重置其车间寿命是非常重要。
二、MSD的干燥方式：
参照IPC/JEDEC J-STD-033D标准中对MSD湿敏器件的再干燥方式依旧主要有三种：
① 100~150℃高温烤干
② 40~90℃；≤5%RH中温超低湿烘干
③ 常温超低湿干燥
细心的用户会发现，跟之前的033标准比较，新版的033D标准，将全温度的干燥都明确了湿度的要求为≤5%RH，所以由此定义，可以明确，没有湿度控制的高温干燥烘箱已经不能应用于湿敏器件的干燥工艺。
这项变动主要来自两个方面：
1. 烘箱是半开放环境，高温时虽然理论上相对湿度应该很低，但是因为跟外部环境有接触，外部湿度就可能渗透进入烘箱的内部，所以即使超过100℃的高温环境也需要监控内部湿度变化。
2. 高温干燥到冷却取出的整个过程应该全程维持5%RH以下的湿度环境，否则无法保证取出时“车间寿命”归零。
当然从温度来讲，从高温到低温的应用，主要适合如下条件：
1. 150℃@≤5%RH的烤干方式不合适再烘烤工艺。一般为半导体供应商包装前可选用的烘烤条件，对于SMT企业并不适用。
2. 100~125℃@≤5%RH烤干的时间较短，一般可用于耐高温，同时又不容易发生氧化的MSD的干燥。考虑到125℃烤干过程会因为氧化降低器件可焊性，所以并不建议超过120℃以上的干燥条件。（见第三部分）
3. 对于40~90℃@≤5%RH中温超低湿烘干，优点是安全性最高，没有氧化风险和高温应力伤害，缺点是烘烤时间比较长，一般适合少量湿敏器件超“车间寿命”情况的下的再烘干工艺。
4. 常温≤5%RH湿度干燥，车间寿命的重置，应用条件是有明显限制的，一般常用于未受潮器件的防潮存放。即工厂经常开关门，动态湿度波动条件下的，车间寿命停滞管理。
三、MSD器件干燥风险
1. 湿度未达到5%RH以下的加热烘干，其结果很可能是在进一步加湿！
由以上列表清晰可以看出，相对湿度不变，温度越高车间寿命越短，20℃@60%RH的车间寿命是12天，但是当温度上升至35℃时，同样60%RH湿度，车间寿命就只剩下6天了，即温度上升15℃，吸湿速度快了一倍。相应的，温度继续上升，吸湿速度就会进一步加倍。所以当用户用普通没有湿度控制的高温烘箱烘干器件时，很可能在进一步加湿已经超标的湿敏器件。
2. 高温干燥时的氧化风险
这项在标准中4.2.7.1条有着明确的说明，即90℃以下没有氧化时间限制，90~125℃干燥不能超过96小时，125℃以上不能进行再干燥（除非供应商确认下的特殊情况）。所以考虑到氧化造成的可焊性降低问题，标准明确了，建议用户尽可能在90℃以下干燥。
3. 干燥过程中断风险
干燥过程中，如果用户需要开关箱门造成温湿度的波动，即算作干燥过程的中断，如果发生中断，只需要确认烘箱的温湿度可以在15分钟内恢复到设定的值即可被忽略，否则需要累加到总的烘烤时间中去，由于烘箱内物料种类多，批次多，所以需要确保烘箱有能力在15分钟内恢复，否则时间管控非常困难。
结束语：
湿敏器件的管控可能对于整个生产工艺而言是很小一部分，但湿敏伤害却可以非常严重，大部分受到损伤的器件在出厂时未必会被发现，在其成品以后会严重影响成品的品质和可靠性。如果我们多一份关注，更重视一些，很多品质问题是可以避免的。关注湿敏器件的管控，就是关注企业的生存与发展。