潮湿敏感器件控制

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1、一．器件封装知识二．潮湿敏感原理和案例三．潮湿标准四．企业内部的潮敏器件控制规范五．潮湿器件常用英文知识说明编制：于怀福2006年4月28日MSD控制意义根据某公司器件物理失效数据统计，在各种应力（电、机械、环境、潮敏等）诱发的器件失效机制中，潮湿敏感失效占15%。在业界潮敏导致的失效所占的比例还要高。随着器件封存装工艺的发展，越来越多低密水汽渗透率塑料材料的大量使用，管脚数越来越密集，潮敏器件控制技术面临巨大挑战。一．元器件封装知识1．常见封装器件设计要求高的集成度，生产加工要求更高的效率，使得目前的器件绝大部分

2、都有是表面贴装封装，常见封装有：贴片阻容件：英制公制06031608080520120402100512063216121032251812453222255764钽电容封装：代码EIA 代码P2012A3216B3528C6032D7343E7343HIC封装：SOP（引脚从封装两侧引出呈海鸥翅状(L字形)TSOP（装配高度不到1.27mm的SOP）SSOP（引脚中心距小于1.27mm的SOP）QFP(四侧引脚扁平封装，2.0mm~3.6mm厚)LQFP（1.4mm厚QFP）TQFP（1.0mm厚QFP）BGA（

3、印刷基板的背面按陈列方式制作出球形凸点用以代替引脚）PLCC（引脚从封装的四个侧面引出）SOJ(J引脚小外形封装IC)BGA(BallGridArray)FlipChip2.常见封装结构DieattachpadDieattachLeadframeWirebondsDieMoldcompoundBGA封装结构DieAttachAdhesiveWirBondsEpoxyMoldCompoundPlasticBGASOP/QFP封装结构3.塑封器件功能要求器件封装的三大功能要求：I．电热能：传递芯片的电信号。I．散热功能

4、：散发芯片内产生的热量。II．机械化学保护功能：保护芯片和键合丝。4．塑封器件的可靠性塑封器件可靠性差的原因：塑料渗湿率高，潮气渗入塑料后，吸附在芯片面性和内引线表面，引起腐蚀失效。塑料的热膨胀系数大于芯片和键合丝。在温度变化中，塑料与芯片，键合线的界面会产生相对位移。虽然位移量很小，但足以造成键盘合丝移动，特别对直径为亚微米级引线，能导致键合丝断裂失效。为了克服塑料的这些缺点，目前已在塑料中加入适量的填料，以减小塑料的热膨胀系数，改善热导率，降低渗湿率和提高玻璃转化温度Tg(GlassTransitionTemp

5、erature).*注：玻璃转化温度是指塑料的热膨胀系数随着温度的升高，产生突然变化的某一温度，称为玻璃转化温度。二．潮敏原理和失效因素1.潮敏失效机理潮敏器件主要指在SMT生产的PSMD（PlasticSurfaceMountDevices）,即塑封表面贴（封装）器件，潮敏是塑料封装表贴器件在高温焊接中表现出来的特殊失效现象。集成电路封装中采用的热固性环氧材料看起来似乎是防潮的，但随着时间推移，IC上的塑料密封会从周围环境中吸收潮气，吸潮程度与实际塑料化合物成分，运输储藏条件及生产线环境地湿度等因素有关。潮敏主要

6、发生在回流焊接过程中，因为在回流焊过程中器件本体温度几乎等同于焊接温度，潮气会急剧膨胀导致器件分层，引线拉细甚至断裂。而波峰焊时器件本体的温度要小得多，不会导致潮敏失效。塑料封装材料吸潮后，在高温条件下，特别是在回流焊接条件下，器件会经一个温度迅速升高的过程，其内部潮气就会迅速转变为蒸汽，气压的突变产生的应力将导致封装发生膨胀。封装的膨胀程度取决于塑料组成成分，实际吸收湿气的数量，焊接温度，加热速度以及塑料的厚度，当气压超过塑料化合物的弯曲强度时，就可能会导致引线被拉细甚至拉断，封装开裂，键合点抬起，或至少在界面间

7、产生分层，这些都会导致器件的性能变差甚至是直接失效。*注：烘烤时间不足将增加MSD失效风险！2.失效因素通常能引起潮敏失效的相关因素有：I.塑料材料与金属引脚的粘附不良,使潮气沿引脚到塑料的介面浸入芯片表面.II.塑料材料本身不致密,潮气从塑料中直接缓慢浸入芯片表面.III.芯片包装封装料过少,过薄,潮气容易浸入.IV.电路装入密封包装袋之前烘烤时间不够或者烘烤的温度过低.V.包装袋密封不良或者包装袋密封性受到破坏,潮气渗入袋内.VI.库房湿度超标,生产车间湿度超标,或包装袋拆封后,器件在空气中放置时间过长.(不符

8、合规范要求)VII.回流焊之前器件预热时间不够或者回流焊温度过高.3.潮气浸入的途径A.材料:塑封材料不致密,潮气容易进入.B.结构:塑封材料与金属引脚的粘附不良,使潮气沿引脚到塑料的介面浸入芯片面表面.C.厚度：塑封材料越薄，潮气越容易进入。D．环境：湿度越高，温度越高（低于水变汽温度时），潮气容易进入。三．潮敏标准1.潮敏标准介绍IPC-美国电子工业联合