IPC-JEDEC J-STD-020E CN 2015 非气密表面贴装器件潮湿与再流焊敏感度分级.pdf - 第12页

3.3 烘烤箱 烘烤箱 的作 业 能力为 125 ＋ 5 / － 0°C 。 3.4 显微镜 3.4.1 光学显微镜 光学 显微镜（ 外观 检 查 的 放 大 倍 数 为 40 倍 ， 切 片检 查 的 放 大 倍 数 为 100 倍 ， 更高 的 放 大 倍 数用于验证 ） 。 3.4.2 超声波扫描显微镜 具 有 C - 模式 及穿 透 能力的 典 型 超声波扫描显微镜。 它 应 该至 少具 备 可测 量出 被 测区域 5 ％ 分层…

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2 适⽤⽂件
2.1 JEDEC
1
JEP140 Beaded Thermocouple Temperature Measurement of Semiconductor Packages
JEP160 Long Term Storage Guidelines for Electronic Solid State Wafers, Dice, and Devices
JESD22-A120 Test Method for the Measurement of Moisture Diffusivity and Water Solubility in Organic
Materials Used in Integrated Circuits
JESD22-A113 Preconditioning Procedures of Plastic Surface Mount Devices Prior to Reliability Testing
JESD22-B101 External Visual
JESD22-B108 Co-planarity Test for Surface-Mount Semiconductor Devices
JESD22-B112 High Temperature Package Warpage Measurement Methodology
JESD47 Stress Test Driven Qualification Specification
JESD625 Requirements for Handling Electrostatic Discharge Sensitive (ESD) Devices
2.2 IPC
2
IPC-TM-650 测试⽅法⼿册
3
2.1.1 Microsectioning
2.1.1.2 Microsectioning - Semi or Automatic Technique Microsection Equipment
2.3 联合⼯业标准
4
J-STD-033 潮湿/再流焊敏感表面贴装器件的操作、包装、运输与使用
J-STD-035 Acoustic Microscopy for onhermetic Encapsulated Electronic Components
J-STD-075 组装工艺中非IC电子元器件的分级
3 仪器
3.1 温湿箱 能够在85°C/85％RH、85°C/60％RH、60°C/60％RH及30°C/60％RH条件下运行的湿度
箱。在箱体工作区域内，温度公差必须在±2°C范围内，相对湿度公差必须在±3%RH范围内。
3.2 再流焊设备
3.2.1 全对流热风循环（优先采⽤） 能够维持运行本标准所要求的再流焊温度曲线的全对流热风循
环系统。
3.2.2 红外线 能够维持运行本标准所要求的再流焊温度曲线的红外线（IR）/对流再流焊设备。它
需要使用红外线仅加热空气，不直接照射在测试的SMD封装/器件上。
注：潮湿敏感分级测试结果取决于封装本体的温度（而不是安装基板和/或封装端子的温度）。
1. www.jedec.org
2. www.ipc.org
3.
可通过订购和从IPC网站（www.ipc.org/html/testmethods.htm）下载得到现行版和修订版IPC测试方法手册IPC-TM-650。
4. www.ipc.org
2015年1月 IPC/JEDEC J-STD-020E-C
3
3.3 烘烤箱 烘烤箱的作业能力为125＋5/－0°C。
3.4 显微镜
3.4.1 光学显微镜 光学显微镜（外观检查的放大倍数为40倍，切片检查的放大倍数为100倍，更高
的放大倍数用于验证）。
3.4.2 超声波扫描显微镜 具有C-模式及穿透能力的典型超声波扫描显微镜。它应该至少具备可测
量出被测区域5％分层的能力。
注1：超声波扫描显微镜通常用于探测裂纹与分层。然而，出现了分层并不一定代表有疑似的可靠性
问题存在。对特定的晶片/封装系统，必须建立分层对可靠性的影响。
注2：关
于超声波扫描显微镜的操作，参见IPC/JEDEC J-STD-035。
3.5 切⽚ 符合IPC-TM-650测试方法2.1.1和测试方法2.1.1.2或其它适用文件所推荐的微切片设备。
3.6 电性测试 有能力对器件进行适当测试的电性测试设备。
3.7 秤重仪器（可选） 封装称重精度可达1μg的仪器。该仪器一定要存放在不通风的环境中，例如
柜子里。用于获得待测器件吸潮与去湿的数据（见第8章）。
3.8 珠形热电偶温度测量 参考JEP140指导程序，精确地、连续地测量元器件暴露在受热过程中的
温度。JEP140指南的应用范围包括，
但不仅限于，在可靠性测试箱中的温度曲线测量和将元器件组
装到印制板上的再流焊操作的温度曲线测量。
4 分级/重新分级
已合格/已分级的SMD重新分级指南见4.3节。
工程研究显示以大尺寸封装来确定的再流焊曲线，用于小而薄的SMD封装时会达到更高的温度。因
此，技术和/或商业刊物通常要求在更高的再流焊温度下对小而薄的SMD封装（参见表4-1和表4-2）
进行分级。为精确地测量封装本体的实际峰值温度，可采用JEP140所推荐的热电偶测量。
4.1 分级温度（T
C
） 原已经分级的SMD应该只 能由制造商重 新分级。用户应该参照包装袋上的
“潮湿敏感”标签来确定该SMD封装分级于多高的再流焊温度下。
除非标签有注明，否则等级1的SMD封装视为在220°C下进行的分级。
如果供应商与用户同意，元器件可在表4-1与表4-2以外的温度下进行分级。如果有使用不同的分级温
度，则使用的温度见J-STD-033中的定义，应当写于警示标签上。
表4-1 锡铅共晶⼯艺 — 分级温度（T
C
）
封装厚度 体积mm
3
<350 体积mm
3
≥350
<2.5mm 235°C 220°C
≥2.5mm 220°C 220°C
IPC/JEDEC J-STD-020E-C 2015年1月
4
4.2 与⽆铅组装返⼯的兼容性 无铅面阵列元器件（按表4-2分级）应该能够按照J-STD-033的定义
或是依照JEP160的长期储存方式指引，在移离干燥箱或烘烤箱后的8小时内，能够在最高260°C温度
下进行返工。对于不满足无铅返工要求的元器件或供应商不支持260°C返工的元器件，元器件制造商
应当特别说明。为了验证分级低于260°C的元器件的这个能力，应当按照5.1.2节所要求的样本大小并
按照等级6的条件（见表5-1）执行时间标签（TOL）8
小时的吸潮，然后在峰值温度不低于260°C的条
件下完成一次再流焊。样本内的所有器件应当通过电性测试，且损伤响应不超过该种MSL等级下相
同封装的损伤响应（按6.1节与6.2节）。对于已经在260°C下分级的面阵列元器件或不要求整体热风返
工的四周有引线金属引线框架的封装则不需要进行返工兼容性的确认。
4.3 重新分级 对于6.1节及6.2节所列项目，如果原已经分级到某个潮湿敏感等级和分级温度的SMD
封装，在更苛刻条件下发生的损伤响应（例如：分层/裂纹）比在原始分级条件下发生的损伤响应要
轻微或相当
，则可以对该SMD封装进行重新分级。
如果原已经鉴定合格的SMD封装未发生重大改变，在相同的再流焊温度下，本方法可用于将这类SMD
封装重新分级到一个改良的等级（即：更长的车间寿命）。在没有附加的可靠性测试情况下，不可将
SMD封装重新分级提升多于一个等级。SMD封装重新分级至等级1时，需要进行附加的可靠性测试。
如果原已经鉴定合格的SMD封装未发生重大改变，在更高的再流焊温度下，本方法可用于将这类SMD
封装重新分级至相同的潮湿敏感等级或降级
至更为敏感的等级。
采用旧版本J-STD-020、JESD22-A112（已作废）或IPC-SM-786（已作废）已经分级为潮湿敏感的
SMD封装，在无附加的可靠性应力测试（例如：JESD22-A113和JESD-47或半导体制造商的内部程序）
情况下，不可以重新分级为非潮湿敏感等级（等级1）。
为了尽量减少测试，一个特定SMD封装所得的结果通常可以涵盖和适用于所有采用相同技术制造的
封装，即采用相同的封装材料（例如：晶片粘接、模注塑、和/或晶片涂层等），且晶片采用相同的
晶圆制造技术，晶片
焊盘尺寸不大于鉴定合格的晶片焊盘尺寸。
下列属性可能影响器件的潮湿敏感等级，且可能要求重新分级：
• 晶片粘接材料/工艺
• 引脚数
•灌封（模注塑或顶部密封）材料/工艺
• 晶片焊盘区域与形状
• 封装体的尺寸
•钝化/晶片涂层
• 引线框架、基板和/或散热设计/材料/表面涂覆
表4-2 ⽆铅⼯艺 — 分级温度（T
C
）
封装厚度 体积mm
3
<350 体积mm
3
350-2000 体积mm
3
>2000
<1.6mm 260°C 260°C 260°C
1.6mm-2.5mm 260°C 250°C 245°C
>2.5mm 250°C 245°C 245°C
注1：封装“体积”不包括外部端子（例如：焊球、凸点、焊盘、引线）和/或非集成的散热器。封装体积包括封装体的外部尺寸，不论是凹穴或
被动封装类型。
注2：由器件制造商而不是板组装者/用户做决定时，封装体的最高峰值温度（T
P
）可以超过表4-1或表4-2规定的值。使用更高的温度T
P
不会改变
分级温度（T
C
）。
注3：再流焊期间，元器件达到的最高温度取决于封装的厚度和体积。采用对流再流焊工艺可减小封装体之间的热梯度。然而，由于SMD封装的
热容量差异仍可能存在热梯度。
注4：无铅组装工艺中使用的潮湿敏感元器件，不管是否为无铅元器件，应当按照表4-2和表5-2中的无铅分级温度和温度曲线进行评估。
注5：除非分级等级有变化或需要更高的峰值分级温度，否则采用旧版本J-STD-020、JESD22-A112（已作废)或IPC-SM-786（已作废
）标准中规
定的程序或判定准则已经定义了的SMD封装的潮湿敏感等级不需要按照当前版本进行重新分级。
2015年1月 IPC/JEDEC J-STD-020E-C
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