JEDEC J-STD-033B第四章節-乾燥(中文翻譯)

前一陣子工作熊經常被網友問到一些關於濕敏零件(MSL)的烘烤問題,剛好最近有收到一份較完整的 IPC/JEDEC J-STD-033B 的2005年英文版文件,這份文件的英文標題是 Standard for Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices(潮濕/回焊敏感性表面貼著元件的處理、包裝、運送和使用標準),該文件提供濕敏元件的處理、包裝、運送和使用標準,也推薦了零件受潮後乾燥烘烤的方法。

之前工作熊也有從網路上拿到這份文件,但卻是1999年的版本,工作熊發現2005年的版本已經有了大幅度更新MSL零件的一些烘烤條件,而且也更清楚的定義了重複烘烤的時間與溫度要求,還特別說明什麼情況下可以使用「乾燥櫃」來重新設定或暫停暴露車間的時間(floor life)。

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工作熊特別把其中最重要的第4章節的DRYING(乾燥)翻譯成中文如下,如果翻譯有不妥的地方或謬誤也請通知改正。相信這一段文字可以澄清很多之前有問過濕敏零件烘烤的問題。







4. 乾燥

下面兩個表格是針對各類濕敏等級以及暴露於大氣濕度≦60% RH 情況下所給予的烘烤選項,經由烘烤所允許的選項可以重新計算車間壽命(floor life)的時間。如果經過烘烤並密封在有新乾燥劑的防潮袋(MBB)內,保存期限(self life)就可以重新計算。表格4-1、4-2及4-3列出了SMD封裝元件的烘烤參考條件。表格4-1列出在使用者端的SMD封裝元件超出車間壽命或發生其他超出濕氣暴露時間情況下重新烘烤的條件。表格4-2列出供應商或批發商在乾燥包裝以前的烘烤條件,以及所允許的最大製造廠暴露時間(MET)。表格4-3根據4.1條款歸納在使用者端重計或暫停車間壽命計時的條件 。

4.1 曝露於工廠環境後 元件曝露在工廠環境中超過1小時,再收到乾燥包裝或乾燥箱中不一定可以暫停或重計車間壽命,但若條件符合4.1.2,則車間壽命的計時可以暫停或重計,參考表格4-3。

4.1.1 任意時間持續曝露 SMD濕敏元件僅曝露在60%RH以下的工廠環境中,不論暴露時間的長短,都可以經過適當高溫或低溫的烘烤,依據表格4-1就可以進行迴流焊,或是依據表格4-2就可以重新乾燥包裝。

4.1.2 短時間持續曝露 前述僅曝露在30℃/60%RH以下工廠環境中的SMD元件,可以使用乾燥包裝或乾燥箱經由室溫來乾燥即可。如果有使用乾燥包裝,而且總暴露時間不超過30分鐘,則原來的乾燥劑可以重新使用。

4.1.2.1 濕敏等級 2-3 濕敏等級 2、2a、3 的元件暴露車間時間不超過12小時,只要根據表格4-3經過最少5倍於暴露大氣的時間乾燥,就足以重設車間時間。這個方法可以依據3.3或是放置在10%RH以下的乾燥櫃內來達成。

針對所有暴露沒有超過規定車間時間的元件,使用乾燥包裝或放置在10%RH以下的乾燥櫃內,只要符合表格5-1以及表格 7-1的條件,將可以停止或暫停車間時間的累計。

4.1.2.2 濕敏等級 4,5,5a 濕敏等級 4、5、4a 的元件暴露車間時間不超過8小時,只要根據表格4-3經過最少10倍於暴露大氣的時間乾燥,就足以重設車間時間。這個方法可以依據3.3或是放置在5%RH以下的乾燥櫃內來達成。

一旦車間時間被重設,必須參考5.3安全儲存條件。

4.2 烘烤時的一般考慮 使用烤箱進行烘烤時,必須有排風口,而且可以維持在要求的溫度與5%RH以下的濕度。</FONT< p>

4.2.1 高溫包裝  除非SMD零件製造廠有特別聲明,否則一律使用可以承受125℃的高溫包裝。

4.2.2 低溫包裝 使用低溫包裝的SMD零件無法烘烤超過40℃,如果需要高溫烘烤時,必須拿掉其低溫包裝並使用安全的高溫容器(carrier)才可以烘烤,烘烤後再包裝回原來的低溫包裝。

註1:人工操作可能會增加機械結構或靜電損壞的風險。

註2:如果SMD零件被放置在未烘烤過的乾燥袋子中時,請參考章節3.3.2.2。

4.2.3 紙類與塑膠容器 紙類及塑膠容器(如紙板、泡泡袋、塑膠包裝…等)在烘烤前都應該要挑出來,管塞(rubber band)及tray盤帶在高溫(125℃)烘烤前也必須挑出來。

4.2.4 烘烤時間  當所有SMD零件達到規定的溫度時才開始計算烘烤時間。

4.2.5 靜電防護 靜電防護作業依據 EIA-625,如果使用真空吸筆在濕度的環境下執行時,比如說乾燥的環境、或是剛烘烤完畢的時候,靜電防護作業就顯得非常的重要。

4.2.6 包裝容器再用  要再重新使用這些包容器時,必須對這些材料的規格做出適當的考量。

4.2.7 焊錫性限制

4.2.7.1 氧化風險 烘烤零件可能會導致零件氧化或生成共金(intermetallic),進而影響焊接以及電路板組裝的品質問題,為了確保焊錫性,必須要控制零件烘烤的時間和溫度。除非供應商有特殊說明,否則零件在90℃~125℃的累計烘烤時間不可以超過96小時。如果烘烤溫度在90℃以下,則沒有烘烤時間的限制。烘烤溫度如果需要高於125℃,必須洽詢供應商,否則是不被允許的。

4.2.7.2 包裝容器除氣的風險 必須要注意包裝容器的除氣作業(out-gassing)不會影響到焊錫性。

Table 4-1 Reference conditions for Drying Mounted or Unmounted SMD Packages
(User Bake: Floor life begins counting at time = 0 after bake)
(列出在使用者端的SMD封裝元件超出車間壽命或發生其他超出濕氣暴露時間情況下重新烘烤的條件)

Package body
封裝零件厚度

Level
濕敏等級

Bake @ 125°C
烘烤125°C

Bake @ 90°C/≦5%RH
烘烤90°C/≦5%RH

Bake @ 40°C/ ≦5%RH
烘烤40°C/ ≦5%RH

Exceeding Floor Life by >72 h

Exceeding Floor Life by ≦72 h

Exceeding Floor Life by >72 h

Exceeding Floor Life by ≦72 h

Exceeding Floor Life by >72 h

Exceeding Floor Life by ≦72 h

Thickness
≦1.4 mm

2

5 hours 3 hours 17 hours 11 hours 8 days 5 days

2a

7 hours

5 hours

23 hours

13 hours

9 days

7 days

3

9 hours

7 hours

33 hours

23 hours

13 days

9 days

4

11 hours

7 hours

37 hours

23 hours

15 days

9 days

5

12 hours

7 hours

41 hours

24 hours

17 days

10 days

5a

16 hours

10 hours

54 hours

24 hours

22 days

10 days

Thickness
>1.4 mm
≦ 2.0 mm

2

18 hours 15 hours 63 hours 2 days 25 days 20 days

2a

21 hours

16 hours

3 days

2 days

29 days

22 days

3

27 hours

17 hours

4 days

2 days

37 days

23 days

4

34 hours

20 hours

5days

3 days

47 days

28 days

5

40 hours

25 hours

6 days

4 days

57 days

35 days

5a

48 hours

40 hour

8 days

6 days

79 days

56 days

Thickness
>2.0 mm
≦4.5 mm

2

48 hours 48 hours 10 days 7 days 79 days 67 days

2a

48 hours

48 hours

10 days

7 days

79 days

67 days

3

48 hours

48 hours

10 days

8 days

79 days

67 days

4

48 hours

48 hours

10 days

10 days

79 days

67 days

5

48 hours

48 hours

10 days

10 days

79 days

67 days

5a

48 hours

48 hours

10 days

10 days

79 days

67 days

BGA package >17mm x17mm or any stacked die package
(See Note2)

  96 hours As above per package thickness and moisture level Not applicable As above per package thickness and moisture level Not applicable As above per package thickness and moisture level

 

Table 4-2 Default Baking Times Used Prior to Dry-Pack that were Exposed to Conditions 60% RH
(Supplier bake: “MET” = 24 h)

(列出供應商或批發商在乾燥包裝以前的烘烤條件,以及所允許的最大製造廠暴露時間(MET))

Package Thickness
封裝零件的厚度
Level
濕敏等級
Bake @ 125C
125°C
烘烤
Bake @ 150C
150°C
烘烤

1.4 mm

2
2a
3
4
5
5a

7 Hours
8 Hours
16 Hours
21 Hours
24 Hours
28 Hours

3 Hours
4 Hours
8 Hours
10 Hours
12 Hours
14 Hours

1.4mm
2.0 mm

2
2a
3
4
5
5a

18 Hours
23 Hours
43 Hours
48 Hours
48 Hours
48 Hours

9 Hours
11 Hours
21 Hours
24 Hours
24 Hours
24 Hours

2.0mm
4.5 mm

2
2a
3
4
5
5a

48 Hours
48 Hours
48 Hours
48 Hours
48 Hours
48 Hours

24 Hours
24 Hours
24 Hours
24 Hours
24 Hours
24 Hours

 

Table 4-3 Resetting or Pausing the “Floor Life” Clock at User Site
(歸納在使用者端重計或暫停車間壽命計時的條件 )

MSL Level Exposure Time @ Temp/Humidity Floor Life Desiccator Time @ Relative Humidity Bake Reset Shelf Life
2, 2a, 3, 4, 5, 5a Anytime
≦40℃/85% RH
reset NA Table 4.1 Dry Pack
2, 2a, 3, 4, 5, 5a >floor life
≦30℃/60% RH
reset NA Table 4.1 Dry Pack
2a, 3, 4 >12 hours
≦30℃/60% RH
reset NA Table 4.1 Dry Pack
2, 2a, 3, 4 ≦12 hours
≦30℃/60% RH
reset 5X exposure time
≦10% RH
NA NA
5, 5a >8 hours
≦30℃/60% RH
reset NA Table 4.1 Dry Pack
5, 5a ≦8 hours
≦30℃/60% RH
reset 10X exposure time
≦5% RH
NA NA
2, 2a, 3 Cumulative time
≧ floor time
≦30℃/60% RH
reset Anytime
≦10% RH
NA NA

延伸閱讀:

關於MSL常見的問題
封裝濕敏零件烘烤常見問題整理
IPC-JEDEC-J-STD-033 濕敏零件的烘烤條件
Moisture Sensitivity Levels (MSL)濕度敏感等級解說
非溼敏電子零件是否也需要管控濕氣?


訪客留言內容(Comments)

請問相關檔案在哪邊看呢?

廖銘輝;
不太了解您的問題?是什麼樣的相關檔案?

湿敏元件出厂封装前(生产完毕),应做如何烘烤

您好!
湿度敏感元件在业界一般管控为2年,但我司加严管控为一年,超过一年上线前就要烘烤,我想了解一下卷装IC的低温烘烤条件,盼复!多谢!

溫度烘烤有125℃、90℃及40℃,基本上所有的條件都可以在這篇文章中找到你的答案,不知道你的問題為何?除了濕氣之外,還要考慮氧化問題。

您好!
我對於MSL Lever_3重計或暫停車間壽命計時的條件仍有一點不清楚。
您在開始時提到:

4. 乾燥
表格4-3根據4.1條款歸納在使用者端重計或暫停車間壽命計時的條件。

所以我接著看4.1條款內容~

4.1 曝露於工廠環境後
但若條件符合4.1.2,則車間壽命的計時可以暫停或重計,參考表格4-3。

所以我接著看4.1.2條款內容與表格4-3~

4.1.2 短時間持續曝露
前述僅曝露在30℃/60%RH以下工廠環境中的SMD元件,可以使用乾燥包裝或乾燥箱經由室溫來乾燥即可。

表格4-3中,level_3材料不經過烘烤的方式只有第4項及第7項,但是我看不懂第7項,我只能看懂在≦30℃/60%RH的環境中,總曝光時間如果大於車間壽命,只要存放在≦10%RH的環境中”Anytime”的時間即可重計車間壽命,但是這個”Anytime”就是我看不懂的點!

能否詳細說明一下表格4-3中第7項的條件與做法?
十分感謝!

請教ㄧ下,ㄧ般EMS廠工廠環境其相對濕度若低於40%(約35%左右)是否容易造成IC被靜電打死的問題?
EMS廠工廠溫溼度環境是否有國際標準可依循?

Kenny;
濕度太低的環境的確比較容易產生靜電,濕度會隨著季節與地區而改變,有時候還很難改變。所以幾乎所有的EMS 工廠都有靜電防護的措施,比如說穿防靜電衣、戴防靜電帽、操作的時候要戴靜電手環,另外工作桌與所有放產品的料架,包含推車都必許有防靜電的設計。
其次,設備上防靜電是一回事,人員的紀律又是另一回事了,光有設備不用或不確實都會造成靜電擊穿零件的問題。

如果用真空烘箱,是否时间上回短一些呢?

王怀军;
目前沒有這方面的資料,真空原則上有利水蒸氣的逸散,但對已經凝結成水滴沒有作用。

若是已經封裝為背光的LED.是否也適用於此規範勒
因客戶只告知存放於恆溫恆濕2年後使用
但LED已受濕氣影響受損.

Jenny;
原則上只要是封裝材都應該可以適用。
重點要看你們家的LED有沒有做過MSL等級的測試以及標示MSL。

工作熊大您好:
想請問一下,4.2.7.1 氧化風險提到溫度上限,
但是表4-2卻又有150度C的烘烤時間,
這樣不是有點矛盾了嗎?
還是只要詢問供應商即可?
在此請教,打擾了。

chifu;
請徵詢供應商的意見。

Hello,
Table 4-1 是指出貨包裝前的不同溫度烘烤時間?
那如果是針對各製程要卡pre-baking是否可參考此條件?
還是有別的可以參考呢?

Richard,
Pre-baking不在這份規範內,Pre-baking通常是公司的內規,會依據自己過往的經驗,針對某些零件或產品做BAKING,但原則上都會參考這份j-std-033標準。

您好, 請問所允許的最大製造廠暴露時間(MET)是對照==>(Bake @ 150C
150°C烘烤) 這格的時間嗎?謝謝~

您好, 請教Table 4-2 所允許的最大製造廠暴露時間(MET))所對照的時間是150°C烘烤這欄以下的時間嗎?不好意思, 謝謝您~

想請教您,4-2的表格
如果對照Level 4<1.4mm 的封裝.
這意思是125度烘烤21hr,還是可暴露21hr,
然後,烘烤150度是可暴露10hr嗎?

哈哈,
表格4-1列出在使用者端的SMD封裝元件超出車間壽命或發生其他超出濕氣暴露時間情況下重新烘烤的條件。表格4-2列出供應商或批發商在乾燥包裝以前的烘烤條件,以及所允許的最大製造廠暴露時間(MET)。表格4-3根據4.1條款歸納在使用者端重計或暫停車間壽命計時的條件 。

真的很不好意思再打擾您,
以Level 4<1.4mm 的封裝為例:
乾燥包裝以前的烘烤條件是125度烘烤,所允許的最大製造廠暴露時間(MET)是21Hours ,
乾燥包裝以前的烘烤條件150度,,所允許的最大製造廠暴露時間(MET)是10hr是嗎?
這表格是這樣的意思嗎?抱歉我是個外行人,真的很感謝您的資訊與回覆!!

哈哈
J-STD-033的目的是給SMT這類製造廠用的,如果你是零件商就要參考J-STD-020
J-STD-020,Moisture Sensitivity Levels(MSL)濕度敏感等級分類解說


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