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14页
• 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…
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
5
• 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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5.6 再流焊 从温度/湿度箱取出器件后，在不少于15分钟，不超过4小时的情况下，使样本在按照表
5-2和图5-1定义的适当的再流焊条件下进行3次循环。如果从温度/湿度箱取出器件后的时间和首次再
流焊的条件不满足上述要求，必须依照5.4节和5.5节对该样本进行再烘烤和再吸潮。两次再流焊之间
的间隔时间应当在大于等于5分钟与小于等于60分钟之间。
注1：所有的温度是指封装体中心的温度，测量点位于再流焊时向上的封装体表面（例如：
活虫朝
向）。
如果再流焊时不采用这种常规的活虫朝向（例如：死虫朝向）测量器件的温度，所测得的T
P
温度应当
为活虫朝向所测得的T
P
温度的±2°C以内，这样仍然满足T
C
的要求。否则，应当调整温度曲线以满
足T
C
的要求。
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。
注2：当焊接部件或设定温度曲线时，应该采用相同构造的承载治具（承载盘）通过再流焊炉，或已
验证的具有等效的热负载。
表5-1 潮湿敏感等级
等级
车间寿命
4
吸潮要求
3
标准
加速等量
1
eV
0.40-0.48
eV
0.30-0.39
条件时间 条件
时间
（⼩时） 条件
时间
（⼩时）
时间
（⼩时）
1 不受限 ≤30°C/85％RH
168
＋5/-0
85°C/85％RH A A A
21年 ≤30°C/60％RH
168
＋5/-0
85°C/60％RH A A A
2a 4周≤30°C/60％RH
696
2
＋5/-0
30°C/60％RH
120
＋1/-0
168
＋1/-0
60°C/60%RH
3 168小时 ≤30°C/60％RH
192
2
＋5/-0
30°C/60％RH
40
＋1/-0
52
＋1/-0
60°C/60%RH
472小时 ≤30°C/60％RH
96
2
＋2/-0
30°C/60％RH
20
＋0.5/-0
24
＋0.5/-0
60°C/60%RH
548小时 ≤30°C/60％RH
72
2
＋2/-0
30°C/60％RH
15
＋0.5/-0
20
＋0.5/-0
60°C/60%RH
5a 24小时 ≤30°C/60％RH
48
2
＋2/-0
30°C/60％RH
10
＋0.5/-0
13
＋0.5/-0
60°C/60%RH
6
时间标签
（TOL）
≤30°C/60％RH
时间标签
（TOL）
30°C/60％RH A A A
注1：注意— 为了使用“加速等量”吸潮条件，应该建立其与“标准”吸潮条件之间对应的损伤响应关系（包括电性、吸潮和再流焊后）。或，如
果已 知 封装材 料 内 的湿气扩散的 激 活能（eV）是在0.40-0.48eV或0.30-0.39eV这两个范围内，那么可以使用“加速等量”。加速吸潮时间
有可能因为材料特性的不同而有所区别（例如：模注塑、灌封等）。JEDEC的“JESD22-A120”提供了确定eV的方法。
注2：标准吸潮时间包括了一个24小时的默认值，这个
默认值是指半导体制造商在烘烤之后与密封包装之前的暴露时间（简称为MET）及在分销
商处的最大的袋外暴露时间。
如果实际的MET小于24小时，吸潮时间也会相应减少。如果吸潮条件是30°C/60％RH，则吸潮时间的减少量为每1个MET小时，减少1个小
时。如果吸潮条件是60°C/60％RH，则吸潮时间的相应减少量为每5个MET小时，减少1个小时。
如果
实际的MET大于24小时，吸潮时间必定增加。如果吸潮条件是30°C/60％RH，则吸潮时间的增加量为每1个MET小时，增加1个小时。
如果吸潮条件是60°C/60％RH，则吸潮时间的相应增加量为每5个MET小时，增加1个小时。
注3：供应商在自行承担风险的前提下，可以延长吸潮时间。
注4：“车间寿命”仅参考了湿气/再流焊的相关失效，并未考
虑其它失效机理或因长期储存带来的保存期限问题。
注5：表5-1中的加速吸潮要求可能不适用于无填充料的模封化合物。
2015年1月 IPC/JEDEC J-STD-020E-C
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