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SMT原件的分级与考试

时间:2024-03-06 16:07:08

一、主旨

此IPC/JEDEC J-D-020C之主旨是针对非密封性各种贴装SMT半导体元件,就湿气〈吸潮) 敏感进行试验与分级,以提醒半导体业者们在封装、储存,与后续持取使用中应注意如何防潮,以因应无铅之高温焊接或重工之考验,减少由于吸湿而造成瞬间汽化所引发之强大应力,此种应力将导致元件内部、介面或外缘的涨爆或开裂,也就是所谓的"爆米花"现象。至于早期DIP双排脚插孔波焊之封装元件,由于其IC本体并未直接面对热源,而是隔著PCB远离强大波峰而进行引脚插焊,而此种通孔插装之波焊IC并不受本规范之管辖。

示意图

图1、左上图为伸脚封装品因吸潮又受强热而顶破封胶的示意情形,左下为封装体吸湿开裂前的鼓涨外观。右图为BGA 载板与晶片间所印银胶因吸湿而开裂的情形。

举例图

图2、左图为顶部浇模之IC封装体,其封胶本身即容易吸湿与透水。右为BGA封体的晶片与载板间,其紫色层即为安晶用的银胶,也容易吸水及爆米花。

是故上游的IC元件商,应将其吸湿敏感性,在通过两段考试后所取得的分级水淮,据实以告下游组装焊接的业者们,使在善意的事先提醒下,得以採取必要的避险行动,减少灾难的发生与财务损失。由于SMT丁元件本体必须直接面对强大热源,故通常贴装者要比引脚插焊者更易发生爆米花现象,因而不得不小心预防以减少损失

现象图

图3、左图为湿敏性SMD式IC专用保护袋外的警示性贴纸,其右上角即为JEDEC与JEITA就M方面的分级。右下图与右上图均为JEDEC湿敏水淮(MSL)之画面。



二、贴装元件之分级与考试

(一)、分级与试焊滠度
由于各种SMD式封贴装元件(不一定是IC,在锡膏熔焊中,其本体皆须直接面对热源而容易开裂。由于板面上还需分别贴装大小不同的其他元件,为考虑大件者均须全数焊妥起见,其迴焊〈温时)曲线的设定对小件者难免形成过热,常使得小件与厚件较容易爆裂。下表4-1 〈有铅)及表4-2 〈无铅)之内容,即按元件厚薄及体积大小, 而分别配置不同的迴焊峰温,以因应不同机种的迴焊。

表内星号之公差说明:元件供应商必须针对已认证的元件,在到达此处所列之各项分级温度时,仍能保证其对製程之相容性。

(1)、当产线按可变动能力所设定迴焊曲线之公差为十0℃与一 X℃时,为求温时曲线受到良好管制起见,其製程变化不可超过5℃。供应商须保証其产品于峰温中之製程相容性,各种温度数据已列于4.2表中。

(2)、此处所谓的封装体积,尚包括本体外之接脚与额外贴著各式散热座在内〈如球脚、凸块、引垫、引脚等)。

(3)、迴焊中元件可到达的最高温度,与元件之厚度及体积均有关。採用空气(或氮气)对流加热之热源者,虽可降低元件间热量的落差,但由于各SMD热容量的不同,其间之热差仍然难以彻底消除。

(4)、凡欲採无铅焊接之组装製程者,必须要遵守无铅之分级温度与迴焊之温时曲线,亦即表4-2所列之焊温。至于有铅者须按表4-1所列之焊温,及表5-2所列之两种迴焊曲线,共同对样板进行考试评估。


(二)、无铅重工〈返修)能力
按上述4-2之规定者,可耐无铅焊接之封装元件,须在离开乾箱或烤箱后8小时内,得于260℃以下进行重工。


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