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8页

8.2.3 吸潮 .................................................................. 12 8.2.4 数据读取 .......................................................... 12 8.3 去湿曲线 .........................................................…

⽬录

1 ⽬的 ............................................................................... 1

1.1 范围 .................................................................... 1

1.2 背景 .................................................................... 1

1.3 术语和定义 ........................................................ 1

1.3.1 加速等量吸潮 .................................................... 1

1.3.2 *超声波扫描显微镜 ............................................ 1

1.3.3 *面阵列封装 ........................................................ 2

1.3.4 *分级温度（T

） ................................................ 2

1.3.5 裂纹 .................................................................... 2

1.3.6 *损伤响应 ............................................................ 2

1.3.7 死虫（朝向） .................................................... 2

1.3.8 分层 .................................................................... 2

1.3.9 向下键合区域 .................................................... 2

1.3.10 车间寿命 ............................................................ 2

1.3.11 整体热风返工 .................................................... 2

1.3.12 活虫（朝向） .................................................... 2

1.3.13 制造商暴露时间（MET） ................................ 2

1.3.14 潮湿/再流焊敏感度分级 .................................. 2

1.3.15 潮湿敏感等级（MSL） .................................... 2

1.3.16 *封装厚度 ............................................................ 2

1.3.17 *封装体峰值温度（T

） .................................... 2

1.3.18 重新分级 ............................................................ 2

1.3.19 *吸潮 .................................................................... 2

1.3.20 金属线键合表面 ................................................ 2

2 适⽤⽂件 ...................................................................... 3

2.1 JEDEC ................................................................. 3

2.2 IPC ....................................................................... 3

2.3 联合工业标准 .................................................... 3

3 仪器 .............................................................................. 3

3.1 温湿箱 ................................................................ 3

3.2 再流焊设备 ........................................................ 3

3.2.1 全对流热风循环（优先采用） ........................ 3

3.2.2 红外线 ................................................................ 3

3.3

烘烤箱 ................................................................ 4

3.4

显微镜 ................................................................ 4

3.4.1

光学显微镜 ........................................................ 4

3.4.2

超声波扫描显微镜 ............................................ 4

3.5 切片 .................................................................... 4

3.6 电性测试 ............................................................ 4

3.7 秤重仪器（可选） ............................................ 4

3.8 珠形热电偶温度测量 ........................................ 4

4 分级/重新分级 ............................................................ 4

4.1 分级温度（T

） ................................................ 4

4.2 与无铅组装返工的兼容性 ................................ 5

4.3 重新分级 ............................................................ 5

5 程序 ............................................................................. 6

5.1 样本要求 ............................................................ 6

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） ...................................... 6

5.1.2 分级/重新分级与返工 ...................................... 6

5.2 首次电性测试 .................................................... 6

5.3 首次检验 ............................................................ 6

5.4 烘烤 .................................................................... 6

5.5 吸潮 .................................................................... 6

5.6 再流焊 ................................................................ 7

5.7 最终外观检查 .................................................... 8

5.8 最终电性测试 .................................................... 8

5.9 最终超声波扫描显微镜 .................................... 8

6 判定准则 ..................................................................... 9

6.1 模拟再流焊后的失效判定准则 ........................ 9

6.2 进一步评估的判定准则 .................................. 10

6.2.1 分层 .................................................................. 10

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） .................. 11

6.2.4 带聚合物层的裸晶片 ...................................... 11

6.2.5 非IC封装 .......................................................... 11

6.3 失效验证 .......................................................... 11

7 潮湿/再流焊敏感分级 .............................................. 11

8 重量增加/减少分析（可选） .................................. 11

8.1 重量增加 .......................................................... 11

8.2 吸潮曲线 .......................................................... 12

8.2.1 读取点 .............................................................. 12

8.2.2 干燥重量 .......................................................... 12

2015年1月 IPC/JEDEC J-STD-020E-C

8.2.3 吸潮 .................................................................. 12

8.2.4 数据读取 .......................................................... 12

8.3 去湿曲线 .......................................................... 12

8.3.1 读取点 .............................................................. 12

8.3.2 烘烤 .................................................................. 12

8.3.3 数据读取 .......................................................... 12

9 补充和异常 ............................................................... 13

附录A ............................................................................. 14

附录B ............................................................................. 15

图⽚

图5-1 分级曲线（未按比例绘制） ............................... 9

表格

表4-1 锡铅共晶工艺—分级温度（T

）..................... 4

表4-2 无铅工艺—分级温度（T

）............................. 5

表5-1 潮湿敏感等级 ....................................................... 7

表5-2 再流焊曲线分类 ................................................... 8

表B-1 版本D升级到版本E的主要修订 ........................ 15

IPC/JEDEC J-STD-020E-C 2015年1月

⾮⽓密表⾯贴装器件潮湿/再流焊敏感度分级

1 ⽬的

本标准的目的是确定对湿气诱发应力敏感的非气密表面贴装器件（SMD）的潮湿敏感度分级，从而

能够对其进行正确地包装、储存和操作，以避免其在再流焊和/或维修操作时受到损伤。

本标准可用于确定SMD封装认证应该采用的分级。通过本测试方法的判定准则并不足以保证其长期

的可靠性。本文定义的MSL(潮湿敏感等级)用于确定吸潮条件，作为JESD22-A113的预处理。

注：相关文件，J-STD-075（组装工艺中非IC电子元器件的分级）确定并包括除引用本文件MSL(潮

湿敏感等级)分级要求外对非IC（非集成电路）的PSL（过程敏感等级）分级要求。有些IC可能对过

程敏感。对

IC类的潜在的PSL等级要求请参考J-STD-075。

1.1 范围该分级程序适用于所有封装类型的非气密表面贴装器件（SMD），这类器件因吸潮在再

流焊时容易受到损伤。本文件中，“SMD”一词指塑封表面贴装的封装和其它湿气易渗透材料所制

成的封装。对器件的潮湿敏感等级分级的目的是让SMD的生产厂商告知用户（印制板组装厂）其器

件的潮湿敏感等级，以确保组装厂在印制板组装作业中遵守各种潮湿/再流焊敏感器件的正确操作注

意事项。如果未对原已经认可的SMD封装做重大改变，本方法可依照4.3节用于重新分级。

本标准不可能涵盖

所有的元器件、印制板组装和产品设计组合。然而，本标准对一些通用技术提供

了测试方法和准则。当必须采用一些非通用或专用元器件或专业技术时，开发过程应该包括用户/制

造商的参与，且准则中应该包括一致同意的产品验收说明。

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。附录B提供了由版本D更新至

版本E的一些主要修订。

注：如果本文件程序用于本规范未涵盖的封装器件时，这类封装的失效准则必须由器件供应商和他

们的最终用户协商确定。

1.2 背景当封装暴露于再流焊的高温区时，非气密封装内的湿气压力会大大增加。在特定条件下，

这种压力会导致封装材料与晶片和/或引线框架/基板的内部分层，或是发生未延伸至封装外部的内

部裂纹、键合点损伤、键合线颈缩、键合点翘起、晶片翘起、薄膜裂纹，或是键合点下方的焊盘坑

裂。在最严重的情况下，应力会导致外部的封装开裂。因为内部应力会造

成封装膨胀，然后“啵”

的一声发生破裂，通常这种状况称为“爆米花”现象。因为表面贴装器件在再流焊过程中会暴露在

更高的温度下，它们比通孔器件更容易受到这种问题的影响。原因在于焊接操作与表面贴装器件必须

发生在板的同一面。对于通孔器件，焊接操作发生在板的下方，因而板将器件与热焊料隔离开了。

1.3 术语和定义除下列所示，本标准中使用的术语的定义是根据 IPC-T-50。标识星号（*）的术语

是直接从IPC-T-50中摘录的，本文直接进行引用。

1.3.1 加速等量吸潮在更高的温度下更短的时间内（相对于标准吸潮）的吸潮，可以提供大致等

量的湿气吸

收。又见“吸潮”。

1.3.2 *超声波扫描显微镜采用超声波生成图像的设备，可观测到样本的表面或次表面的特征，包

括缺陷和损伤。详见J-STD-035。

2015年1月 IPC/JEDEC J-STD-020E-C