最近遇到一個問題，公司有一批存放時間超期的IC物料，因為不想浪費想要用掉，需要給出是否能用的意見，風(fēng)險有多大。 一般來說，這種情況可以直接讓供應(yīng)商給出意見，我們照著做就好。不過問題既然遇到了，并且當下網(wǎng)絡(luò)資源這么發(fā)達，于是花了些時間，具體看了看超期物料如果要使用的話，到底需要怎么處理，有哪些注意事項，系統(tǒng)性做個總結(jié)。芯片有保質(zhì)期嗎 第一個問題，存放好幾年的芯片，為什么需要特別處理呢？是因為芯片有保質(zhì)期嗎？但是好像也不對，很多電子產(chǎn)品壽命也有個10年8年的，也沒聽說是因為IC芯片壽命到了。但是如果沒有保質(zhì)期，那為什么又會問存放久一點的芯片要特殊處理呢？ 主要原因是因為，長期存放，周圍環(huán)境中的濕氣會通過包裝材料滲透到包裝內(nèi)部，并在不同材料的表面聚結(jié)。在組裝工藝中，SMD 元件貼裝在 PCB 上時會經(jīng)歷超過 200℃，在焊接時，濕氣的膨脹會造成一些列的焊接品質(zhì)問題——比如爆米花現(xiàn)象。
所以說，芯片不支持長期存放，原因是因為受潮后高溫容易壞，但是如果芯片已經(jīng)貼在了板子上面送到了客戶手中，即使芯片也會吸收空氣中的濕氣，但是少了焊接的高溫這一步，也就沒有這個問題了。 因此，如果說我們能確保芯片存儲一直不會受潮，理論上芯片是沒有保質(zhì)期的。但是結(jié)合實際經(jīng)驗，不管用什么包裝，時間久了，難免還是會受潮，所以我們會對芯片的年份有要求，就是擔心存儲不當，導(dǎo)致不良率變高。 那問題來了，芯片該如何存放呢 ？ 濕敏等級MSL IC一般屬于濕敏元器件，不同的IC會有各自的濕敏等級，縮寫為“MSL”，全稱為“Moisture Sensitivity Levels”，不同的等級有不同的存儲要求，總共分為8級，不同等級的器件拆分后有不同的存放條件，參考標準“J-STD-020E”如下表所示：濕敏等級（MSL） | 拆封后到焊接時間要求 （車間壽命：floor life） | 拆封后存放條件 |
1 | 無要求 | 溫度≤30 °C；濕度 ≤85%RH |
2 | 1年 | 溫度≤30 °C；濕度 ≤60%RH |
2a | 4周 |
3 | 168小時 |
4 | 72小時 |
5 | 48小時 |
5a | 24小時 |
6 | 使用前必須烘烤，并在標簽規(guī)定的時間內(nèi)過爐 |
濕敏元件的標示 濕敏元件的警示標簽和濕敏等級一般會標注在防潮/防靜電的外包裝上面，如下圖所示：
可以看到，器件的外包裝一般會明確器件的濕敏等級，存儲期限，拆封后焊接時間要求，還有烘烤要求。 下圖給找了個實物樣例，兄弟們可能平時不太關(guān)注上面的字
上面提到了濕度指示卡，這又是個什么東西呢？ 濕度指示卡 我就直接把J-STD-033規(guī)范里面的濕度指示卡內(nèi)容截出來了
為什么會有這個東西了，我的理解是，雖然外包裝上面有存儲時間要求，還有存儲的溫度和濕度要求，但是執(zhí)行的時候并不會嚴格按照這個要求執(zhí)行，而這些存儲要求主要就是為了解決濕氣對芯片的影響。芯片拆包的時候，也就是我們使用芯片的時候，我們根據(jù)這個指示卡就知道芯片實際到底有沒有受潮。 另外，從上面規(guī)范截圖可以看到，其已經(jīng)規(guī)定了顯示卡如果有變色的不同處理方式，什么情況下該烘烤，什么時候需要換干燥器，什么時候需要報廢處理：20%色圈變粉色：需要烘烤10%色圈變粉色：需要烘烤8%色圈變粉色：需要換干燥劑如果色圈有被潤濕擴散的現(xiàn)象，則報廢處理。 我們貼片前經(jīng)常要求廠家進行烘烤，那么烘烤的溫度和時間是如何控制的呢？ 烘烤 烘烤的溫度和時間，是和器件的濕敏等級，還有器件的封裝有關(guān)系，如下表，標準STD-033D給出的烘干參考條件如下： 封裝本體 | 等級 | 在125℃（+10℃/-0℃） ≤5%條件下烘烤 | 在90℃（+10℃/-0℃）<5%條件下烘烤 | 在0℃（+5℃/-0℃）<5%條件下烘烤 |
超出現(xiàn)場壽命>72小時 | 超出現(xiàn)場壽命＜72小時 | 超出現(xiàn)場壽命>72小時 | 超出現(xiàn)場壽命＜72小時 | 超出現(xiàn)場壽命>72小時 | 超出現(xiàn)場壽命 ＜72小時 |
| 厚度<0.5mm | 2 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 |
2a | 1小時 | 1小時 | 2小時 | 1小時 | 12小時 | 8小時 |
3 | 1小時 | 1小時 | 3小時 | 1小時 | 22小時 | 8小時 |
4 | 1小時 | 1小時 | 3小時 | 1小時 | 22小時 | 8小時 |
5 | 1小時 | 1小時 | 3小時 | 1小時 | 23小時 | 8小時 |
5a | 1小時 | 1小時 | 4小時 | 1小時 | 26小時 | 8小時 |
厚度 ＞0.5mm 小于0.8mm | 2 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 |
| 2a | 4小時 | 3小時 | 15小時 | 13小時 | 4天 | 3天 |
| 3 | 4小時 | 3小時 | 15小時 | 13小時 | 4天 | 3天 |
| 4 | 4小時 | 3小時 | 16小時 | 13小時 | 4天 | 3天 |
| 5 | 4小時 | 3小時 | 16小時 | 13小時 | 4天 | 3天 |
| 5a | 4小時 | 3小時 | 16小時 | 13小時 | 4天 | 3天 |
厚度 ＞0.8mm 小于1.4mm | 2 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 | 不要求 |
| 2a | 8小時 | 6小時 | 25小時 | 20小時 | 8天 | 7天 |
| 3 | 8小時 | 6小時 | 25小時 | 20小時 | 8天 | 7天 |
| 4 | 9小時 | 6小時 | 27小時 | 20小時 | 10天 | 7天 |
| 5 | 10小時 | 6小時 | 28小時 | 20小時 | 11天 | 7天 |
| 5a | 11小時 | 6小時 | 30小時 | 20小時 | 12天 | 7天 |
| 厚度 ＞1.4mm小于2.0mm | 2 | 18小時 | 15小時 | 63小時 | 2天 | 25天 | 20天 |
| 2a | 21小時 | 16小時 | 3天 | 2天 | 29天 | 22天 |
| 3 | 27小時 | 17小時 | 4天 | 2天 | 37天 | 23天 |
| 4 | 34小時 | 20小時 | 5天 | 3天 | 47天 | 28天 |
| 5 | 40小時 | 25小時 | 6天 | 4天 | 57天 | 35天 |
| 5a | 48小時 | 40小時 | 8天 | 6天 | 79天 | 56天 |
厚度 ＞2.0mm 小于4.5mm | 2 | 48小時 | 48小時 | 10天 | 7天 | 79天 | 67天 |
| 2a | 48小時 | 48小時 | 10天 | 7天 | 79天 | 67天 |
| 3 | 48小時 | 48小時 | 10天 | 8天 | 79天 | 67天 |
| 4 | 48小時 | 48小時 | 10天 | 10天 | 79天 | 67天 |
| 5 | 48小時 | 48小時 | 10天 | 10天 | 79天 | 67天 |
| 5a | 48小時 | 48小時 | 10天 | 10天 | 79天 | 67天 |
| 特指BGA封裝>17mm×17mm或者任何堆疊晶片封裝 | 2~5a | 96h | 根據(jù)封裝本體厚度和潮濕等級，參考 以上要求 | 不適用 | 根據(jù)封裝本體厚度和潮濕等級，參考 以上要求 | 不適用 | 根據(jù)封裝本體厚度和潮濕等級，參考 以上要求 |
芯片烘烤是常規(guī)操作，那它有沒有什么負面的影響呢？ 烘烤會有氧化的問題 我們烘烤一般選擇是高溫烘烤，高溫可能會導(dǎo)致端子氧化或者金屬間化合物生長，如果氧化過度，可能會造成器件虛焊等問題。因此，基于可焊性的考慮，必須對烘烤溫度和時間加以限制。如果供應(yīng)商沒有額外的說明，溫度在90℃到125℃之間的累計烘烤 時間不應(yīng)超過96小時。如果烘烤時間不超過90℃，則烘烤時間不受限制。如果沒有咨詢供應(yīng)商，烘烤溫度不允許超過125℃。 應(yīng)該能明白，烘烤只能解決濕氣受潮的問題，如果器件存儲不當已經(jīng)氧化，烘烤是不能去除氧化層的。 烘烤的注意事項 網(wǎng)上查了些資料/視頻，烘烤還有一些其他的注意事項，比如芯片的包裝是否能扛住烘烤的高溫？ 溫度過高的話，托盤，管筒，卷帶等材料也會釋放出不明氣體，會影響元器件的焊接。托盤通常說可以在溫度125℃的條件下烘烤，具體還是要看托盤上面標注的烘烤溫度。低溫的托盤，管筒，卷帶，烘烤溫度不能高于60℃。
上面圖片對應(yīng)的視頻鏈接：https://www.bilibili.com/video/BV1n14y1V7FQ/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=a559f135e6f1797789dd00a1ed110061 兄弟們學(xué)東西的同時還能看看美女哈，不用謝我。 其它的注意事項還有：1、烘烤的時候，需要把外包裝，紙，塑料袋，盒子都要拿掉2、濕敏元器件烘烤不是無限次的，只允許烘烤2次，并且，烘烤完成后必須盡快使用，避免在環(huán)境中又潮濕了，所以最好在上線前烘烤。3、元件在烘烤以后，環(huán)境特別干燥，最容易產(chǎn)生靜電，需帶好防靜電手帶和手套進行取放 小結(jié) 搞清楚上面這些內(nèi)容之后，那么前面問題的處理方式就很清晰了：檢查芯片的外包裝是否完好，確認下芯片的MSL等級，拆封后檢查芯片的濕度指示卡指示情況，按照前面的表格要求去做烘烤就問題不大了。 標準STD-033下載：網(wǎng)上只下載到了STD-33D比較老的版本，只能給兄弟們提供這一版了，最新的應(yīng)該是STD-033D。下載方法：關(guān)注我的微信公眾號“硬件工程師煉成之路”，在后臺回復(fù)“煉成之路”，就可以下載了，放置在目錄：煉成之路-->器件 參考資料：1、IC芯片烘烤的溫度和時間如何控制？濕度敏感性器件的烘烤要求：https://www.bilibili.com/video/BV1n14y1V7FQ/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=a559f135e6f1797789dd00a1ed1100612、SMT貼片加工-封裝濕敏元器件烘烤常見問題：https://www.bilibili.com/video/BV1qX4y1B7vx/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=a559f135e6f1797789dd00a1ed1100613、電子元器件防潮：https://zhuanlan.zhihu.com/p/640791984
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