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13页
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 …
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
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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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• 晶片尺寸/厚度
• 晶圆制造技术/工艺
•互连
• 引线固定胶带的尺寸/位置以及材料
5 程序
推荐的程序是：从预期可能通过的最低潮湿敏感等级开始测试（基于对类似封装知识的了解）。
若发生设备故障、误操作、或电源断电，应当进行工程判断以确保符合本规范的最低目的/要求。
5.1 样本要求
5.1.1 重新分级（鉴定合格的、⽆需附加的可靠性测试的封装）对于一个已经鉴定合格的SMD封
装，在没有附加的可靠性测试情况下进行
重新分级，对于每级潮湿敏感等级，需要分别选出至少22
个单位的样本进行测试。样本内必须要包含至少两个不连续的生产批次，而且每个批次具有几乎相
同的代表性。运输前，样本应当完成所有要求的制造工序。样本组可能需要在一个或多个潮湿敏感
等级上同时进行测试。
5.1.2 分级/重新分级与返⼯ 对于每级潮湿敏感等级，需要分别选出至少11个单位的样本进行测试。
样本内必须要包含至少两个不连续的生产批次，而 且每个批次具有
几乎相同的代表性。运输前，样本
应当完成所有要求的制造工序。样本组可能需要在一个或多个潮湿敏感等级上同时进行测试。测试
过程必须是连续的，直到确定一个通过等级。
除非供应商同意，否则用户不应该对SMD封装进行重新分级。
5.2 ⾸次电性测试 测试适当的电性参数（例如：数据手册的数值、内部规范等）。若有元器件未通
过测试，则需要更换这些元器件，但仍需要遵循5.1.2节的样本要求。
5.3 ⾸次检验 对所有的元器件进行外观目视检查（放大
倍数为40倍）及超声波扫描显微镜检测，
以对6.2.1节的裂纹/分层判定准则建立基准线。
注：本标准并未考虑或建立任何首次检验时分层的接收/拒收判定准则。
5.4 烘烤 在125＋5/﹣0°C下烘烤样本至少24小时。此步骤的目的是去除封装内的湿气，使封装
“干燥”。
注1：在85°C/85％RH（见8.3节）的湿度环境下开始时，如果待测的特定器件的去湿数据显示需要不
同的条
件以获得“干燥”的封装，那么这个烘烤时间/温度可能需要修正。
注2：如果烘烤测试被中断超过15分钟，那么总的中断时间应该不计入烘烤时间。中断时间应该累积
计算并且不能超过1个小时，然后重新整合以确保至少24小时的最低要求。例如，假设中断时间是45
分钟，那么总的烘烤测试时间应是24小时45分钟。如果中断时间大于1个小时，那么应该
重新开始一
个完整的24小时烘烤测试。
5.5 吸潮 参照表5-1列出的每个样本的吸潮要求，将器件放置在一个干净、干燥的浅容器内，封装
体彼此不接触或重叠。参照JESD625，任何时候都应该采取适当的ESD程序保护措施来处理器件。
IPC/JEDEC J-STD-020E-C 2015年1月
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