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18页
如果元 器件通 过 了 6.1 节 的要求， 且 在超声波扫描显微镜 或其它 工 具 下 未 发现 明 显裂纹， 那么 该元 器 件可 以认 为通 过 了潮湿敏感等级测试。 如果 在超声波扫描显微镜下发现 模注 塑 内部 裂纹， 则判 定为 未 通 过 ， 或使用经过 抛 光处理 的 切 片对 具 体位 置 进行验证是否 良 品 。 注 1 ： 对 于已知易 发 生 纵 向裂纹的封装，建 议 使用经过 抛 光处理 的 切 片， 确认 在…
6 判定准则
6.1 模拟再流焊后的失效判定准则 如果按照5.1节列出的测试样本中一个或多个器件失效，该封装
应当视为没有通过该测试等级。
一个器件如果出现以下任何一项，则该器件视为失效：
a. 在40倍光学显微镜下明显可见外观裂纹。极力推荐使用100倍光学显微镜或低真空扫描电子显微镜
（SEM）去检查那些在操作过程中会受到应力而恶化的裂纹。
b. 电性测试未通过。
c. 在键合金属线，球形键合或楔形键合的交接处有内部裂纹。
d. 内部
裂纹由一个引脚延伸到其它内部结构（引脚、芯片、晶片连接盘）。
e. 内部裂纹由内部结构延伸到封装外部且超过2/3的距离。
f. 肉眼不可见的翘曲、膨胀、或凸起导致封装体的平整度发生变化，参照JESD22-B101。参照JESD22-
B108，如果器件在常温下测量仍然符合共面性和间隔尺寸，则这些器件应当视为通过。
IPC-020e-5-1-cn
图5-1 分级曲线（未按⽐例绘制）
T
c
-5°C
t
最大升温斜率 = 3°C/s
最大降温斜率 = 6°C/s
预热区
T
smax
T
smin
t
s
T
p
T
L
时间
25
从25°C 到峰值温度的时间
供应商 T
p
>
T
c
-
供应商 t
p
T
c
用户 T
p
<
T
c
-
~户 t
p
T
c
-5°C
t
p
温度
2015年1月 IPC/JEDEC J-STD-020E-C
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如果元器件通过了6.1节的要求，且在超声波扫描显微镜或其它工具下未发现明显裂纹，那么该元器
件可以认为通过了潮湿敏感等级测试。如果在超声波扫描显微镜下发现模注塑内部裂纹，则判定为
未通过，或使用经过抛光处理的切片对具体位置进行验证是否良品。
注1：对于已知易发生纵向裂纹的封装，建议使用经过抛光处理的切片，确认在模注塑或灌封材料内
是否有疑似的纵向裂纹存在。
注2：对于未通过测试的SMD封装，一定要使用一组新的样本在更高
的潮湿敏感等级下进行评估。
6.2 进⼀步评估的判定准则 分层不是拒收的必要原因。为了评估分层对于器件可靠性的影响，半
导体制造商可以基于6.2.1节分层的定义或参照ESD22-A113和JESD47或半导体制造商的内部程序文件
要求进行可靠性评估。可靠性评估包括应力测试，历史数据分析等。附录A是判定准则实施的逻辑流
程图。
如果SMD封装通过了电性测试，在晶片连接盘的背面，散热器或晶片背面（仅有引脚的芯片）有分
层， 但是没有裂纹或其它分层的迹象，且仍然符合规定的标准
尺寸，那么该SMD封装被认为是通过
了该潮湿敏感等级的测试。
6.2.1 分层 以下是针对具体封装类型的分层变化准则，是从吸潮前到再流焊后测量所得。分层变
化是指再流焊前后分层的差异。分层比例或变化是按照评估的总面积来计算。
6.2.1.1 ⾦属引线框架封装：
a. 晶粒的主（工作）面没有分层。
b. 任何金属线键合表面区域（包括向下键合区域）或LOC器件引线框架上不能有分层。
c．沿 着 设计用于隔离任何金属结构的任何聚合物薄膜的分层不大于10%（使用穿透式超声波扫描显微
镜予以验证）。
d. 晶片连接区域分层/裂纹不大于50
%：
1. 在暴露晶片连接盘用于导热的封装中
2. 对于器件而言晶片背面需要电气连接
e. 在整个长度上没有发生表面裂痕特征的分层。表面裂痕特征包括在引脚、分流线、散热器对位、
散热片等。
6.2.1.2 基板式封装（例如：BGA, LGA等）：
a. 晶片的主（工作）面没有分层。
b. 层压板的任何金属线键合表面没有分层。
c．在孔穴式模塑封装和一体式模塑封装中，沿着灌封聚合物或模塑化合物与层压板的结合处没有大
于10%的分层
变化。
d. 沿着阻焊/层压板树脂界面，没有大于10%的分层变化。
e. 在层压板内部没有大于10%的分层变化。
f. 在整个晶片连接区域没有大于10%的分层/裂纹变化。
g. 在底层填充树脂与芯片之间，或底层填充树脂与基板/阻焊之间没有分层/裂纹。
h. 在整个长度上没有发生表面裂痕特征的分层。表面裂痕特征包括在引脚、层压板、层压板金属化
层、PTH、散热片等。
注1：
在基板式封装上，C模式声波图像不容易解读。建议使用穿 透式声波图像，因为它更容易解
读、更可靠。如果有必要验证或确定这个封装内的裂纹/分层发生在哪个等级，应该使用切片进行分
析。
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6.2.3 基板式封装组装过程中因湿⽓诱发的翘曲（例如：BGA，LGA等） 湿气诱发的翘曲可能在印
制板组装焊接过程中导致焊料桥接或开路。众所周知，根据元器件的具体设计，湿气的侵入可能会
增加也可能会降低总封装体的翘曲。总封装体的翘曲可能与湿气量有关，可能会受到用于测量总翘
曲效果的升温斜率和停留时间的影响。在封装开发过程和任何时候发生4.3节所述的类型变化时都应
该根据JESD22-B112描述进行封装体翘曲的量测。元器件的翘曲可以通过将其组装到印制板上对其进
行验证。
6.2.4 带聚合物层的裸晶⽚ 目前J-STD-020没有提供带聚
合物层的裸晶片封装类型的失效标准。任
何选用此份标准程序定义这类封装MSL等级的组织，有责任确定合适的失效标准以确保组件的长期
可靠性。
6.2.5 ⾮IC封装 目前J-STD-020没有提供非IC封装类型的失效标准。任何选用此标准程序定义非IC
封装MSL等级的组织，有责任确定合适的失效标准以确保器件的长期可靠性。
6.3 失效验证 所有的失效应该进一步分析以确认失效机理与潮湿敏感有关。如果在所选等级上没
有潮湿敏感诱发的再流焊失效，则该元器件符合被测试的潮湿敏感等级。
如果超声波扫描显微镜扫描显示如6.2.1节
中所示的任何一种失效，则该SMD封装应当在更高的潮湿
敏感等级下进行测试，或参照JESD22-A113和JESD47或半导体制造商的内部程序文件要求进行可靠
性评估。
7 潮湿/再流焊敏感分级
如果器件通过了等级1，那么它被归类为非潮湿敏感器件，无需干燥包装。为了长期储存，需要考虑
MSL之外的其它因素，如JEP160包含的内容。
如果器件没有通过等级1但通过了更高的潮湿敏感等级，那么它被归类为潮湿敏感，必须参照J-STD-
033采用干燥包装，且如果需要长期储存，需参照JEP160长期储存
的条款。
如果器件只通过了等级6，那么它被归类为“极度潮湿敏感”，使用干燥包装已无法提供充足的保
护。如果该产品要出货，必须告知客户该产品的等级。此外供应商必须贴警示标签，标明该组件要
么插座安装，要么按照TOL(时间标签)在再流焊前烘烤至干燥。应该依据被测试组件的去湿研究（
见8.3节）确定最短烘烤时间和最低烘烤温度。
8 重量增加/减少分析（可选）
8.1 重量增加 重量增加分析（吸潮）对于确定预估的车间寿命（从干燥包装中取出器件到该器件
吸收到
足以对再流焊造成风险的湿气的时间）非常有价值。重量减少分析（去湿）对于确定去除器
件内过量的湿气，使其在再流焊过程中不再有任何风险所要求的烘干时间非常有价值。在计算重量
增加/减少时，应使用整个样本的平均值。建议采用10个元器件的样本。根据元器件重量，可单独称
重，也可分组称重。
最终的重量增加＝（受潮后的重量－干燥后的重量）/干燥后的重量
最终的重量减少＝（受潮后的重量－干燥后的重量）/受潮
后的重量
当前的重量增加＝（当前的重量－干燥后的重量）/干燥后的重量
当前的重量减少＝（受潮后的重量－当前的重量）/受潮后的重量
“受潮”是相对的，是指封装暴露在特定温度与湿度条件下的湿气中。
“干燥”是特定的，是指按8.2.2节在125°C下封装内没有可被去除的湿气。
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