ESD与潮湿敏感控制【潮湿敏感元件的失效原因】
静电敏感、湿敏和易碎元件的防护
静电敏感、湿敏和易碎元件的防护1目的规范静电敏感、湿敏和易碎元件操作，确保生产与存储活动满足防护要求。
2 适用范围本规范适用于所有静电敏感、湿敏和易碎元件的防护3 参考文件防静电工作区技术要求 GJB3007-97电子产品防静电放电控制大纲 GJB1649-934定义4.1 静电防护区域（EPA）:所有进行静电敏感物料生产、操作、周转、存储的区域都是静电防护区域，都必须进行静电电压的控制，保护物料免受静电损伤。
4.2 静电敏感器件:主要有集成电路（IC）、场效应管（MOS管）、光电器件、厚膜电阻、板卡及其组件、产品，高静电敏感器件主要有CMOS、GaAsFET等高频高速器件。
5 工作程序5.1 静电敏感元件防护5.1.1EPA的温湿度要求防静电工作区有必要进行温度和湿度的控制，湿度控制是静电防护的一项关键措施。
京信公司EPA的温湿度控制要求：1）生产制造和元器件仓库属于静电高风险区域，温度和湿度控制要求：温度：17～26℃70%相对湿度(RH)：30~2）产品物料对环境温湿度有特殊要求时，应根据物料的特性需求和实际条件采取相应的局部环境保证措施。
3）EPA内应配备温度计和湿度计，并在每班次上班之前作一次记录。
当相对湿度超出规定的范围时，必须采取适当的加湿或抽湿措施，如往地面喷洒适量水（符合安全要求）、使用加湿器或抽湿机等。
5.1.2 防静电包装材料静电敏感器件、组件、产品在生产制造、存放和运输中所使用的包装材料必须是防静电的，因此EPA内所使用的包装材料应该是静电耗散材料，要求其防静电性能指标满足：表面电阻Rs：1.0×104Ω≤ Rs ＜1.0×1011Ω；体积电阻Rv： 1.0×104Ω≤ Rv ＜1.0×1011Ω；摩擦静电压Vf ：Vf<100V 或在2 秒内下降到100V以下；屏蔽袋的屏蔽泄漏电压：小于30V。
防静电包装材料必须符合以下一般要求：1) 发货用ESD防护的屏蔽袋、吸塑盒应该在明显位置有ESD警示标识、吸塑盒还应该在明显位置标有生产日期；粉红色防静电PE薄膜袋、防震用的防静电EPE板、防静电海绵和泡罩袋、泡罩带类可以无标识，具体按设计图纸要求执行。
esd湿度控制范围
esd湿度控制范围
ESD（Electrostatic Discharge）是指静电放电，对电子器件和元件可能造成潜在的损坏。
湿度控制是一种常用的方法，用于减少静电放电并保护电子器件。
在电子设备制造和处理过程中，通常建议维持适当的湿度范围，以减少ESD 事件的发生。
一般而言，ESD湿度控制范围应该在30%到70%之间。
以下是一些具体的湿度控制建议：
1. 相对湿度（RH）：维持相对湿度在30%到70%的范围内，可以帮助减少静电放电的风险。
过低的湿度会增加静电的生成和积累，而过高的湿度则可能导致其他问题，如腐蚀、霉菌生长等。
2. 温度和湿度控制：除了控制湿度，还应考虑合适的温度控制。
较高的温度可以增加湿度的扩散性和离子迁移率，有助于降低ESD风险。
建议维持温度在20摄氏度至25摄氏度之间。
需要注意的是，不同类型的电子设备和元件可能对湿度要求有所差异。
因此，在实际应用中，应根据具体的设备规格和制造商建议，确定适用的ESD湿度控制范围。
最好的做法是在电子设备制造或操作环境中使用专业的湿度控制设备，如恒湿器或除湿器，以确保稳定的湿度控制，并减少ESD事件的风险。
同时，还应配备适当的静电防护设备和工作程序，以提高电子器件和元件的保护水平。
esd湿度控制范围
esd湿度控制范围（原创实用版）目录1.ESD 湿度控制的重要性2.ESD 湿度控制范围的定义3.ESD 湿度控制范围的影响因素4.ESD 湿度控制范围的控制方法5.ESD 湿度控制范围的意义和应用正文一、ESD 湿度控制的重要性ESD（Electrostatic Discharge，静电放电）是一种在电子工业中常见的现象，它可能对电子设备和元器件造成严重的损害。
因此，对于 ESD 的湿度控制显得尤为重要。
湿度对于 ESD 的影响主要体现在两个方面：一方面，适当的湿度可以降低静电的生成和积累，从而减少 ESD 的发生；另一方面，湿度也可以影响 ESD 对电子设备的损害程度。
因此，ESD 湿度控制是电子工业中必不可少的一环。
二、ESD 湿度控制范围的定义ESD 湿度控制范围指的是在特定的环境条件下，通过对空气中的水分进行控制，以达到防止静电放电对电子设备和元器件造成损害的目的。
一般来说，ESD 湿度控制范围的要求因不同的电子设备和元器件而异，但通常都控制在一个比较狭窄的范围内。
三、ESD 湿度控制范围的影响因素ESD 湿度控制范围的影响因素主要包括以下几个方面：1.环境温度：温度的高低会影响空气中的水分含量，从而影响 ESD 湿度控制范围。
2.空气流动：空气流动会使得空气中的水分蒸发，从而影响 ESD 湿度控制范围。
3.设备和元器件的特性：不同的设备和元器件对 ESD 的敏感程度不同，因此，它们的 ESD 湿度控制范围也会有所不同。
四、ESD 湿度控制范围的控制方法控制 ESD 湿度范围的方法主要包括以下几个方面：1.空调系统：通过空调系统，可以对室内的温度和湿度进行精确控制，从而达到控制 ESD 湿度范围的目的。
2.湿度控制设备：湿度控制设备可以通过向空气中添加水分或者吸收水分，来控制空气中的湿度，从而满足 ESD 湿度控制范围的要求。
3.密封包装：对于一些对 ESD 特别敏感的元器件，可以通过密封包装的方式，将其存放在低湿度的环境中，从而避免 ESD 对其造成损害。
温湿度对电子元器件的影响
温湿度对电子元器件的危害一、湿度对电子元器件和整机的危害：绝大部分电子产品都要求在干燥条件下作业和存放。
据统计，全球每年有1/4以上的工业制造不良品与潮湿的危害有关。
对于电子工业，潮湿的危害已经成为影响产品质量的主要因素之一。
1．集成电路：潮湿对半导体产业的危害主要表现在潮湿能透过IC塑料封装从引脚等缝隙侵入IC内部，产生IC吸湿现象。
在SMT过程的加热环节中形成水蒸气，产生的压力导致IC树脂封装开裂，并使IC器件内部金属氧化，导致产品故障。
此外，当器件在PCB板的焊接过程中，因水蒸气压力的释放，亦会导致虚焊。
根据IPC-M190 J-STD-033标准，在高湿空气环境暴露后的SMD元件，必需将其放置在10%RH湿度以下的干燥箱中放置暴露时间的10倍时间，才能恢复元件的“车间寿命”，避免报废，保障安全。
2．液晶器件：液晶显示屏等液晶器件的玻璃基板和偏光片、滤镜片在生产过程中虽然要进行清洗烘干，但待其降温后仍然会受潮气的影响，降低产品的合格率。
因此在清洗烘干后应存放于40%RH以下的干燥环境中。
3．其它电子器件：电容器、陶瓷器件、接插件、开关件、焊锡、PCB、晶体、硅晶片、石英振荡器、SMT胶、电极材料粘合剂、电子浆料、高亮度器件等，均会受到潮湿的危害。
作业过程中的电子器件：封装中的半成品到下一工序之间；PCB封装前以及封装后到通电之间；拆封后但尚未使用完的IC、BGA、PCB等；等待锡炉焊接的器件；烘烤完毕待回温的器件；尚未包装的产成品等，均会受到潮湿的危害。
成品电子整机在仓储过程中亦会受到潮湿的危害。
如在高湿度环境下存储时间过长，将导致故障发生，对于计算机板卡CPU等会使金手指氧化导致接触不良发生故障。
电子工业产品的生产和存储环境湿度应该在40％以下。
有些品种还要求湿度更低。
二、企业如何用现代化的手段管理电子产品的存放环境综上所述，湿度是企业产品质量的致命敌人，那么，企业应该如何来管理电子产品的存放湿度呢？我们先来分析一下，电子产品的生产全过程。
湿敏元器件损坏原因
湿敏元器件损坏原因
湿敏元器件损坏有以下几个原因：
1. 湿度过高：湿敏元器件对湿度非常敏感，当环境湿度超过元器件所
能承受的上限时，会导致元器件内部的电路和材料出现损坏，无法正
常工作。
2. 水分侵入：湿敏元器件通常使用敏感的金属材料，如金、银等，当
水分侵入元器件内部时，会导致金属氧化、腐蚀，损坏元器件的性能
和功能。
3. 温度变化：湿敏元器件对温度变化也十分敏感，当温度骤变时，元
器件内部会出现热胀冷缩，引起应力集中，导致元器件损坏。
4. 不当使用和保管：湿敏元器件需要在干燥的环境中使用和存放，如
果不注意保护，如长时间暴露在高湿度环境下，或存放在潮湿的地方，会使元器件受潮、受损。
综上所述，湿敏元器件损坏的原因主要是湿度过高、水分侵入、温度
变化和不当使用保管。
因此，在使用和保管湿敏元器件时，应尽量避
免以上情况的发生，采取相应措施来保护元器件的完好性和正常功能。
怎样处理潮湿敏感元器件
怎样处理潮湿敏感元器件本文介绍，塑料封装元件的潮湿敏感性是一个关键的制造问题，它不能看作是“容易照办的”装配程序。
事实上，相对于十几年的ESD有关的问题，普遍都对潮湿问题缺乏控制。
但是，在零件处理、跟踪和控制中任何可能的改进都预示着在该领域中产品可靠性的改善。
涉及塑料集成电路(IC)潮湿敏感性的情况渐渐地变得越来越坏，这是由于许多工业趋势所造成的，其中包括对用来支持关键通信和技术应用的更高可靠性产品的不断寻求。
单单潮湿敏感性元件(MSD, moisture-sensitive device)的失效率已经是处在一个不个忍受的水平，再加上封装技术的不断变化。
更短的开发周期、不断缩小的尺寸、新的材料和更大的芯片正造成MSD数量的迅速增长和潮湿/回流敏感性水平更高。
最后，诸如BGA、CSP这类面积排列封装的使用量增长也已经有重大影响。
这是因为这些元件倾向于封装在盘带(tape-and-reel)系统中，每个盘带具有大数量的元件。
当与IC托盘中的引脚元件比较时，关键的问题是对潮湿暴露的时间更长了。
发外加工的影响或许最重要的因素是合约制造商与大规模用户化的不断增长。
在印刷电路板制造工业中，这变成了“高度混合”的生产，批量的减少使得装配线上产品转换更多，导致MSD的暴露时间增加。
每一次SMT生产线转换到一个新产品，多数已经装载在贴装机器上的元件必须取下来，造成许多部分使用的托盘和盘带需要暂时储存，以后使用。
这样储存的MSD在回到装配线和最后焊接回流工艺之前，很可能超过其关键的潮湿含量。
因此，在设定和处理期间，必须把暴露时间增加时间到干燥储存时间。
IPC/JEDEC标准MSD的分类、处理、包装、运输和使用的指引已经在工业标准J-STD-023中有清楚的定义，这是一个美国电子工业联合会(IPC)与焊接电子元件工程委员会(JEDEC)联合出版物。
该文件在1999年发行，主要统一和修订了两个以前的标准：IPC-SM-786和JEDEC-JESD22-A112(这两个文件现在都过时了)。
潮湿敏感元件的管理规定!
潮湿敏感组件本文介绍，应该清楚地认识到组件对潮湿的敏感性是一个复杂的主题。
潮湿敏感性组件的主题是相当麻烦但很重要的- 并且经常被误解的。
由于潮湿敏感性组件使用的增加，诸如薄的密间距组件(fine-pitch device)和球栅数组(BGA, ball grid array)，使得对这个失效机制的关注也增加了。
当组件暴露在回流焊接期间升高的温度环境下，陷于塑料的表面贴装组件(SMD, surface mount device)内部的潮湿会产生足够的蒸汽压力损伤或毁坏组件。
常见的失效模式包括塑料从芯片或引脚框上的内部分离(脱层)、线捆接损伤、芯片损伤、和不会延伸到组件表面的内部裂纹等。
在一一些极端的情况中，裂纹会延伸到组件的表面；最严重的情况就是组件鼓胀和爆裂(叫做“爆米花”效益)。
IPC - 美国电子工业联合会制订和发布了IPC-M-109, 潮湿敏感性组件标准和指引手册。
它包括以下七个文件：∙IPC/JEDEC J-STD-020 塑料集成电路(IC)SMD的潮湿/回流敏感性分类∙IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性SMD的处理、包装、装运和使用标准∙IPC/JEDEC J-STD-035 非气密性封装组件的声学显微镜检查方法∙IPC-9501 用于评估电子组件(预处理的IC组件)的印刷线路板(PWB, printed wiring board)的装配工艺过程的模拟方法∙IPC-9502 电子组件的PWB装配焊接工艺指南∙IPC-9503 非IC组件的潮湿敏感性分类∙IPC-9504 评估非IC组件(预处理的非IC组件)的装配工艺过程模拟方法原来的潮湿敏感性组件的文件，IPC-SM-786, 潮湿/回流敏感性IC的检定与处理程序，不再使用了。
IPC/JEDEC J-STD-020 定义了潮湿敏感性组件，即由潮湿可透材料诸如塑料所制造的非气密性包装的分类程序。
该程序包括暴露在回流焊接温度接着详细的视觉检查、扫描声学显微图像、截面和电气测试等。
潮湿敏感器件
潮湿敏感器件(MSD)控制一． 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2006年4月28日潮湿敏感器件(MSD)控制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。
潮湿敏感器件(MSD)控制一．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都有是表面贴装封装，常见封装有：贴片阻容件：英制公制0603 16080805 20120402 10051206 32161210 32251812 45322225 5764钽电容封装：代码EIA 代码P 2012A 3216B 3528C 6032D 7343潮湿敏感器件(MSD)控制IC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 （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)潮湿敏感器件(MSD)控制潮湿敏感器件(MSD)控制2. 常见封装结构SOP/QFP封装结构Plastic BGABGA 封装结构潮湿敏感器件(MSD)控制器件封装的三大功能要求：I．电热能：传递芯片的电信号。
II．散热功能：散发芯片内产生的热量。
III．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。
潮敏与污染是导致光耦不稳定失效的因素
潮敏与污染是导致光耦不稳定失效的因素光耦以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。
光耦的大量使用，以及随着半导体技术的发展，其集成度也越来越高，在使用中发生失效的现象也呈现多样、复杂等特点，甚至还出现不稳定失效等现象。
本文结合用户使用的Avago的光耦，如ACPL-W341等产品发生的失效案例，对导致光耦失效的可能因素进行分析和探讨。
有些客户在使用Avago的光耦，如ACPL-W341等产品一段时间后，发现极小概率会出现短暂失效的情况；而且随着对某些光耦的加热处理，失效情况概率会更高。
这样的情况一般是delamination导致的。
而delamination与加工处理过程中被侵蚀与污染有关。
在现代印制板加工工业中，从清洗器件管脚到回流/波峰焊等各方面，都会大量使用助焊剂。
使用含卤素或无卤素的助焊剂虽然都有风险，但含卤素助焊剂显然危害更大。
因为助焊剂焊后残留物容易侵蚀污染被焊件。
而这样的异种元素侵蚀与污染往往是由于忽视了IC 的潮敏等级所导致的。
IC的潮敏等级是指IC物料的潮湿敏感度MSL的等级。
例如有一些Avago的宽体塑封光耦潮敏等级为MSL-3级（如ACPL-W341；而其它大部分光耦则为MSL-1级），即整包装物料拆除整真空包装后，必须尽快进行贴到PCB板上。
因为MSL 3级意味着在拆除真空包装后，IC暴露于小于或等于30°C/60%RH的环境下，最长保存时间为168小时；如果在高温湿度环境下，保存时间将更短。
超过保存时间后，IC贴片将可能存在虚焊的隐患、甚至有可能损坏芯片，特别是受潮的芯片过回流焊损坏率极高。
异种元素侵蚀与污染往往是在高热高湿环境下容易发生；高热高湿环境像催化剂一样，让失效情况出现概率增大。
而delamination的后果一般是比较严重的，可能会让光耦出现短暂性失效，而这样的失效现象也有可能是随机的，难以复现的，给故障排查与处理带来很大难度。
潮湿敏感元件
潮濕敏感元件本文介紹，應該清楚地認識到元件對潮濕的敏感性是一個複雜的主題。
潮濕敏感性元件的主題是相當麻煩但很重要的- 並且經常被誤解的。
由於潮濕敏感性元件使用的增加，諸如薄的密間距元件(fine-pitch device)和球柵陣列(BGA, ball grid array)，使得對這個失效機制的關注也增加了。
當元件暴露在回流焊接期間升高的溫度環境下，陷於塑膠的表面貼裝元件(SMD, surface mount device)內部的潮濕會産生足夠的蒸汽壓力損傷或毀壞元件。
常見的失效模式包括塑膠從晶片或引腳框上的內部分離(脫層)、線捆接損傷、晶片損傷、和不會延伸到元件表面的內部裂紋等。
在一一些極端的情況中，裂紋會延伸到元件的表面；最嚴重的情況就是元件鼓脹和爆裂(叫做“爆米花”效益)。
IPC - 美國電子工業聯合會制訂和發佈了IPC-M-109, 潮濕敏感性元件標準和指引手冊。
它包括以下七個文件：∙IPC/JEDEC J-STD-020 塑膠積體電路(IC)SMD的潮濕/回流敏感性分類∙IPC/JEDEC J-STD-033 潮濕/回流敏感性SMD的處理、包裝、裝運和使用標準∙IPC/JEDEC J-STD-035 非氣密性封裝元件的聲學顯微鏡檢查方法∙IPC-9501 用於評估電子元件(預處理的IC元件)的印刷線路板(PWB, printed wiring board)的裝配工藝過程的類比方法∙IPC-9502 電子元件的PWB裝配焊接工藝指南∙IPC-9503 非IC元件的潮濕敏感性分類∙IPC-9504 評估非IC元件(預處理的非IC元件)的裝配工藝過程類比方法原來的潮濕敏感性元件的文件，IPC-SM-786, 潮濕/回流敏感性IC的檢定與處理程式，不再使用了。
IPC/JEDEC J-STD-020 定義了潮濕敏感性元件，即由潮濕可透材料諸如塑膠所製造的非氣密性包裝的分類程式。
該程式包括暴露在回流焊接溫度接著詳細的視覺檢查、掃描聲學顯微圖像、截面和電氣測詴等。
元器件受到潮湿结论
元器件受到潮湿结论潮湿环境对于元器件的影响一直是工程师们关注的问题。
实际上，元器件受潮湿的问题是非常常见的，而且在某些情况下可能导致严重的后果。
本文将就元器件受到潮湿的影响进行探讨，并提出一些解决方案。
我们需要了解潮湿环境对元器件可能造成的影响。
在潮湿的环境中，元器件可能会受到氧化、腐蚀、漏电等问题的困扰。
这些问题可能导致元器件的性能下降，甚至完全失效。
此外，潮湿环境还可能加速元器件的老化过程，缩短其使用寿命。
为了解决元器件受潮湿的问题，首先需要做好防潮措施。
一种常见的做法是使用防潮袋或密封包装材料将元器件包裹起来，以防止潮湿的空气进入。
此外，还可以在元器件周围设置湿度传感器，及时监测环境湿度的变化，并采取相应的措施。
选用合适的材料和工艺也是防止元器件受潮湿的重要因素。
在设计和制造元器件时，应该选择具有良好抗潮湿性能的材料，并采取相应的封装工艺，以确保元器件在潮湿环境中的稳定性。
定期检测和维护元器件也是防止受潮湿的重要步骤。
定期检测可以发现元器件是否受潮，并及时采取措施修复或更换受损的元器件。
此外，还可以通过维护工作来保持元器件的良好状态，延长其使用寿命。
除了以上的措施，一些特殊的元器件可能需要进行更加严格的防潮处理。
例如，一些高精度的传感器和电子器件对潮湿环境非常敏感，需要采取更加复杂的防潮措施。
在这种情况下，可以采用真空封装或者在元器件周围设置氮气保护层等方法，以确保元器件的稳定性和可靠性。
总结起来，元器件受到潮湿是一个常见的问题，但是通过合适的防潮措施和材料选择，可以有效地解决这个问题。
工程师们在设计和制造元器件时需要考虑潮湿环境对元器件的影响，并采取相应的措施来防止元器件受潮。
此外，定期检测和维护元器件也是非常重要的，可以及时发现和处理受潮问题，确保元器件的正常运行。
希望本文的内容能够对读者有所帮助，增加对元器件受潮湿问题的认识，并为解决这个问题提供一些有益的参考和建议。
通过共同的努力，我们可以更好地保护元器件，提高其稳定性和可靠性，为各行各业的发展做出贡献。
MSD潮湿敏感器件防护培训
1.潮湿敏感元件产生危害的因素 潮敏失效是塑料封装表贴器件在高温焊 接工艺中表现出来的特殊的失效现象。造成 此类问题的原因是器件内部的潮气膨胀后使 得芯片发生损坏。8 封装的膨胀程度取决于下列因素：塑料 组成成分、实际吸收湿气的数量、温度、加 热速度以及塑料的厚度，当由此引起的压力 超过塑料化合物的弯曲强度时，封装就可能 会裂开，或至少在界面间产生分层。9
3.潮湿敏感元件危害的表现形式 在回流焊过程中，元件将经历一个温度 迅速变化的过程，其内部如果吸收有湿气就
MSD潮湿敏感器件防护培训
会转变为过热蒸汽，蒸气压的突变将导致封 装发生膨胀。其表现形式主要有以下几点： ¡ 组件在晶芯处产生裂缝。 12 ¡ IC集成电路及其它元器件在存放时内部氧化 短路 。 ¡ 引线被拉细甚至破裂 。 ¡ 回流焊接期间器件内部产生脱层。塑料从芯 片或引脚框上的内部分离(脱层) 12.1 ¡ 线捆接损伤、芯片损伤 ¡ 最严重的情况就是元件鼓胀和爆裂 12.2
MSD潮湿敏感器件防护培训
1.潮湿敏感元件
利用湿敏材料对水分子的吸附能力，由其产 生的物理效应来实现器件功能或对器件性能产 生影响的元件,称为湿敏元件（Moisture-Sensitive Devices），简称MSD。目前厂内主要有部分电子 元器件。1
MSD主要指非气密性(Non-Hermetic)SMT器 件。包括塑料封装、其他透水性聚合物封装环 氧、有机硅树脂等。一般IC、芯片、电解电 容、LED等都属于非气密性SMT器件。
MSD潮湿敏感器件防护培训
¡ IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性 SMD的处理、包装、装运、和使用标准。2.1
¡ IPC-9503 非IC元件的潮湿敏感性分类。该文 件的作用是帮助制造商确定非IC类元件的电 子器件对潮湿的敏感性和防护要求。3 3 湿敏元件等级划分 湿敏元件等级(MSL)基本上可以划分为8 个等级。
湿度、ESD敏感元器件管理规范
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
元器件类别 分立MOs场效应管 结型场效应晶体管
运算放大器 超高速集成电路 其他集成电路
精密电阻网络 混合电路 低功率双极工艺晶体管
包括VMOS, VDMOS等
条件及说明
包括双极工艺和MOs工艺
包括CMOS,P MOS,N MOS,TTL等 包括ECL,HCMOS,FAST等工艺 使用II级静电敏感元器件组装的混合电路 PT < 100mW, IC < 100mA
① 仓库发料时对未拆除真空包装湿度敏感物料 可直接发往生产线,物料员对存放除湿柜内的物料 应在取出物料时在标识卡上填写取出日期若超出 相应的存储日期，必须进行烘烤。 ②烘烤及高温托盘可以在 125℃之下烘焙，而低温 托盘(普通塑料盘\低带\胶带包装)不能高于 60℃. 如与元件厂商标示不一致,按元件厂商的烘烤条件 作业. 生产线对存放在空气中超过 72H 的 PCBA,维修或 返工判定需要更换 IC 时，必须做烘烤处理，烘烤 温度为 100℃±5℃，烘烤时间为 24 小时，做 PCB 与 IC 的除湿处理，并在处理后 4 小时内完成 作业。 生产线必须在装料或接料时才可拆除真空包装, 在拆开包装袋前应检查包装袋是否完好无损及生 产日期是否在正常的保存期内．不允许提前拆开 真空包装暴露在车间环境中,保证拆封的湿度敏感 物料能够在其车间存放寿命内生产完毕． 拆开包装袋后应在物料盘上贴上ＭＳＤ标识卡， 并在标识卡上写明包装袋拆开的日期和时间。并 立刻检查湿度指示条变色环上的变色部分是否已 达到烘烤条件，如出现变色部分达到烘烤条件必 须进行烘干。 生产线在转线退料时应将温湿度敏感物料与其它 物料区分后退回周转仓，物料员在接收到温湿敏 感物料后应立即进行真空包装或放入除湿箱内保 管。 维修线上不准储藏湿度敏感器件，当维修确认出 现物料不良需要更换时，向物料员提出要求从生 产线、周转仓或除湿柜内取出后立即使用。 烧录完成后应清楚填写 MSD 标识卡与物料标识 卡，根据生产需求情况如预期在 6 小时内生产使 用，可直接发往生产线，否则进行真空包装或放 入除湿柜内贮存。 ①物料为真空包装方式，真空包装袋出现破损， 漏气。 ②物料自生产日起超过 12 个月存储期使用的物 料。 ③开封后，超过使用寿命周期车间未使用完。 ④在生产时生产线在交接班或转线前应将当班造 成的散料完成贴片。
静电防护设计和潮湿敏感度控制—ESD和MSD
静电防护设计和潮湿敏感度控制—ESD和MSD
一、ESD基础知识
1.静电基本概念
2.静电的历史
3.静电的危害
4.静电放电（ESD）的常用模型
5.静电材料和静电标识
二、静电标准介绍
重点介绍美国国家标准ANSI/ESD S20.20
三、ESD问题失效分析
1.静电损伤的失效模式
2.静电损伤失效机理
3.静电损伤失效分析方法
4.静电失效分析案例
四、ESD防护设计
1.器件选用
2.防护电路设计技巧
3.结构、工艺静电防护设计
4.电子产品静电测试方法
五、ESD控制
1.静电控制的范围
2.静电控制的原则和方法
3.静电控制流程
4.中型企业静电控制实例介绍
六、MSD基础知识
1.封装基础知识
2.MSD等级划分方法
3.MSD导致产品可靠性问题的失效机理
4.案例
七、MSD国际标准
1.JSTD020C标准介绍
2.JSTD033B标准介绍
八、MSD控制指导
1.通用要求
2.对来料检验的要求
3.对仓储的要求
4.对车间的要求
九、MSD问题失效分析方法。
潮湿敏感元件(MSD)的控制
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封装技术的不断变化导致湿度敏感器件和更高湿度等级的敏感器
件的使用量在不断增加。
SMD的封装形式 非气密封装-包括塑胶灌封封装和环氧树脂、有 机硅树脂等封装（
暴露在环境空气下，湿气易渗透的聚合材料）。
所有塑料封装都吸收水分，不完全密封！ 我们现有元器件的封装？ 气密封装- 用不透气及防水材料制成器件的封装：常见的由金属、 陶瓷封装。
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MSD控制：SMD的包装要求
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MSD控制：SMD的包装要求
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MSD控制：SMD的包装要求
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部的水分会快速膨胀，器件的不同材料之间的配合会失去调节，各种 连接则会产生不良变化，从而导致器件剥离分层或者爆裂，于是器件
的电气性能受到影响或者破坏。破坏程度严重者，器件外观变形、出
现裂缝等（通常我们把这种现象形象的称作“爆米花”现象）。
像ESD破坏一样，大多数情况下，肉眼是看不出来这些变化的，而且
在表面裝贴技术的焊接过 程中，SMD会接触到超过 200度的高温。 高温再流焊接期间，元件 中的湿气迅速膨胀、材料 的不匹配以及材料界面的 劣化等因素的共同作用会 导致封装的开裂和/或内部 关键界面处的分层。
无锡艾铭思汽车电子系温度在245度左右。在回流区的高温作用下，器件内
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需要烘烤多久的时间？多少温度？
潮湿敏感元器件控制规范
烤依据的标准见表二的要求。
表二：元件累计暴露时间超过规定时间后的烘烤条件（在烘焙后暴露时间从“0”开
始计算）．
元件封装厚度
级别
烘焙条件 125℃
在 30°C/85% RH 条件下吸湿 在 30°C/60% RH 条件下放置时间超过
饱和
规定时间 72 小时
2a
5 hours
3 hours
3
≤1.4mm
40 hours
2a
48 hours
48 hours
3
48 hours
48 hours
≤4.5mm
4
48 hours
48 hours
5
48 hours
48 hours
5a
48 hours
48 hours
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5.10 不良真空包装材料的处理规定：
潮湿敏感元器件控制规范
a) 首先开封检查湿度卡，如果湿度卡 30％处保持蓝色，则仅检查原包装是否有破损，如
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5.9 湿度敏感元件包装拆开后的处理：
潮湿敏感元器件控制规范
5.9.1 湿度敏感元件在生产使用中暴露时间的规定应根据表一中不同湿度敏感等级对应的拆
封后存放条件和标准来执行；如果来料警示标贴上已有规定且要求比表一中的规定更
为严格，则依据警示标贴上所规定的条件执行。
5.9.2 对于湿度敏感等级为 2a-5a 的元件，在一盘原包装需拆开部分使用时，剩余材料必须
立即做真空包装，并贴上时间控制标签（见表三）；打开包装后的元件，应根据湿度
敏感等级对应规定的时间内贴在 PCB 板上完成焊接，如打开包装的元件累计暴露时间
超规定时间未使用，需对元件进行烘烤恢复元件性才能再使用。因烘烤可能通过氧化
潮湿敏感元件作业办法（最新最全完整版本）
潮湿敏感元件作业办法（最新最全完整版本）5作业内容：5.1潮湿敏感元件的信息5.1.1潮湿敏感元件定义：利⽤湿敏材料对⽔分⼦的吸附能⼒，由其产⽣的物料效应来实现元件功能或元件性能产⽣影响的元件，称为湿敏元件。
5.1.2湿度敏感危害产品可靠性原理:⼤⽓中的⽔分会通过扩散渗透到湿度敏感元件的封装材料内部。
当元件经过贴⽚贴装到PCB上以后，要流到回焊炉内进⾏回流焊接。
回流后，在整个元件要在⾼温作⽤下，元件内部⽔分会快速膨胀，元件的不同材料之间失去调节，各种连接则会产⽣不良变化，从⽽导致元件剥离分层或者爆裂，于是元件的电元性能受到影响或者破坏。
5.1.3MSD潮湿敏感特性的主要影响因素包括：a、封装因素：封装体厚度和封装体体积；b、环境因素：环境温度和环境相对湿度；c、暴露时间的长短。
5.1.4MSD Shelf life储存环境： MSD存放在MBB中的储存期限，Shelf life在外部的储存环境为≤30℃/60%RH的条件下不⼩于1年。
5.1.5潮湿敏感元件标⽰5.1.5.1所有湿敏元件都应封装在防潮的包装袋中, 在包装袋上有湿敏警⽰标志（图1）和防潮等级标志（图2）,或贴有这两种标签. 并将这些符号和标志印刷在MBB上，以便进⾏特殊的包装处理等。
（图1）（图2）∞∞1318563423222212121125℃20℃5.3MSD材料包装要求5.3.1典型MSD⼲燥包装组成原理：Moisture Barrier Bag 防潮袋；Desiccant Pouches ⼲燥剂袋；Foam EndCap 尾部泡沫护垫；Humidity Indicator Foam Card 湿度卡MSD⼲燥包装由密封在防潮包装袋（MBB）中的⼲燥剂材料、湿度指⽰卡（HIC）和潮敏标签等组成。
不同MSL的MSD⼲燥包装有详细要求如下（表3）：敏感等级包装前⼲燥指⽰卡⼲燥剂敏感识别标签警⽰标签1 可选可选可选不要求不要求（按220-225℃分级）要求（不按220-225℃分级）2 可选要求要求要求要求2a-5a 要求要求要求要求要求6 可选可选可选要求要求5.4MSD湿度记录卡5.4.1湿度指⽰卡上印有对湿度敏感的化学材料，可以通过卡⽚上⾯的标⽰颜⾊的变化迅速判断产品包装内环境湿度情况及⼲燥剂的使⽤状况。
esd与潮湿敏感控制
组件选用
优先选用具有防静电设计或静电放电保护功能 的电子组件，降低静电放电对组件的损害风险 。
电路设计
优化电路设计，采用防静电电路，避免静电放 电对电路的影响。
3
接口保护
在电路板与外部接口之间设置适当的保护电路 ，防止静电放电对电路板的影响。
环境控制
防静电工作台
01
提供防静电工作台，确保工作台表面具有防静电功能，避免静
人员培训
01
静电敏感意识培训
提高员工对静电敏感性的认识，了解ESD对电子组件的危害以及防护
措施。
02
岗位技能培训
针对不同岗位的静电敏感度要求，进行相应的技能培训，包括操作规
程、防护措施、应急处理等。
03
培训考核与跟踪
定期对员工进行培训考核，确保培训效果，并对培训计划进行跟踪和
改进。
设计控制
1 2
产品性能下降
ESD引起的电场干扰可能导致电子产品的性能 下降，包括功能异常、精度损失或稳定性降低 等。
安全隐患
ESD可能引发潜在的安全隐患，如引发火灾、 电击等。
ESD的应对措施
使用防静电材料
01
通过使用防静电材料，如防静电包装、防静电工作台和防静电
手环等，来减少静电的产生和积累。
接地措施
02
通过设备接地，将静电电流引入大地，以避免静电荷的积累。
防静电措施。
案例二：食品加工业湿度控制
食品加工业对环境湿度有严格要求，湿度过高会导致食品变质和发霉，而过低则 会造成食品干裂和脱水。
通过温湿度控制和除湿设备的选择，保障加工区域的湿度稳定在一定范围内，避 免食品质量受损。
案例三
医疗器械对ESD和湿度控制要求极高，因为静电放电和湿度 变化都会对医疗设备的安全性和稳定性产生影响。
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IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性SMD的处理、
包装、装运和使用标准
IPC/JEDEC J-STD-035 非气密性封装元件的声学显微
镜检查方法
IPC-9501 用于评估电子元件（IC）的印刷线路板
的装配工艺过程的模拟方法
IPC-9502 电子元件的PCB装配焊接工艺指南
1 级 - 小于或等于300C/85% RH 无限车间寿命。 2 级 - 小于或等于300C /70% RH 半年车间寿命 。
2a 级 - 小于或等于300C /70% RH 两周车间寿命。
3 级 - 小于或等于300C /70% RH 72小时车间寿命。
4 级 - 小于或等于300C /70% RH 36小时车间寿命 。
• HIC：Humidity Indicator Card 即潮湿显示卡。打开
真空防潮包装袋，HIC将显示袋内的潮湿程度。一般HIC 上有若干个圆圈，分别代表相对湿度10%、20%、30%、 等，各圆圈原为蓝色，当某圆圈内有蓝变为紫红色时表明 袋内已达到该圆圈对应的相对湿度；当某圆圈有紫红色完 全变为淡红色时，则表明袋内的湿度已超过该圆圈对应的 湿度。若显示湿度超过20%，表明生产前需要进行烘烤。
健康的。这个元件曾通过适当的ESD技术处理，能成功
运行几年时间。
但是随着正常使用的压力将引起零件过早失效，这种情况 不能被正常地发觉,含有极高的潜在风险。
受伤的。这种元件已部分损坏，虽然即时未能显现出来， 死亡的。这个元件遭到严重的ESD损害，不能运行。
受到ESD电击的IC例子
人类通过日常活动可产生高达25000V的静电放电, 人类 手上的神经仅可感觉到低至大约3000V的静电放电。但 只需要约10V左右的ESD就可毁坏IC内部的某些极小零 件和迹线。其结果是，虽然ESD看不见、听不到或感觉 不到，但可严重地损伤或毁坏现在电子零件。
日常生活中碰到ESD的例子
闪电。
冬天当你走过地毯去触摸金属门把手时会有刺痛感。
冬天晚上脱衣服时会看到有火花。
用梳梳完头后，梳子可以吸起纸屑。
在工作中任何时候都可能发生静电失效
在下列过程中都可能产生静电失效： 原材料进货接收时。 ESD同时会因为下列情况而增强：
*相对低的湿度（干燥的空气）。 * 在工作区内使用合成塑料、绝缘替材料。 * 在打腊地板或合成地毯上走动。 * 坐着有滚轮的的椅子来移动。
IPC-9503 非IC元件的潮湿敏感性分类
IPC-9504 评估非IC元件的装配工艺过程模拟方法
IPC的干燥包装之前的预烘烤
• 封装厚度小于或等于 1.4mm：对于 2a ~5a 级别， O O 125 C的烘焙时间范围8~28小时，或150 C烘焙4~14 小时。 • 封装厚度小于或等于 2.0mm：对于 2a ~5a 级别， O O 125 C 的烘焙时间范围 23~48 小时，或 150 C 烘焙 11~24小时。
5 级 - 小于或等于300C /70% RH 24小时车间寿命 。 5a 级 - 小于或等于300C /70% RH 12小时车间寿命 。 6 级 - 小于或等于300C /70% RH 36小时车间寿命。
潮湿敏感分级和车间寿命（降额2：80%时）
**由于车间的除湿设备的性能原因，当湿度无法控制低于60%时，参考其它 公司的经验，特订出降额处理2，湿度达80%时： 1 级 - 小于或等于300C/85% RH 无限车间寿命。
拿住零件和PCB’A的边缘。
行为准则 (Do and Don't)
用适当的容器运输零件和PCB’A。 每次进入工作区之前测试腕带/工鞋，并按规定在记录表上记录下来。 当需要清洗PCB时，只许使用ESD认可的自然毛刷(不要用塑料)和溶剂。 在清洗时保存零件接地，因为固体毛刷对板和液体溶剂对板可能产生ESD。
贮存静电敏感物料必须使用规范的防静电容器，只
能使用能够完全封闭的容器或包装材料。
为了使移动不产生静电损伤，必须检查所有静电屏
蔽容器，包括塑料袋，塑料泡沫，绝对不能使用超出 使用期限或没用检查的防静电容器。
所有的防静电容器附上规范的静电标签，务必使标
签清晰可见，不要使用普通的胶带贴在标签上。
正确的操作( Do )
2 级 - 小于或等于300C /80% RH 三个月车间寿命 。
2a 级 - 小于或等于300C /80% RH 一周车间寿命。
3 级 - 小于或等于300C /80% RH 36小时车间寿命。
4 级 - 小于或等于300C /80% RH 18小时车间寿命 。 5 级 - 小于或等于300C /80% RH 12小时车间寿命 。 5a 级 - 小于或等于300C /80% RH 6小时车间寿命 。 6 级 - 小于或等于300C /80% RH 18小时车间寿命。
器件拆封后的贮存方法
• 通常要求按生产需求来拆封潮湿敏感器件，而生产剩余 的拆封器件 需按下列方法贮存：
• 保持在有干燥材料的防潮袋里， 需真空密封包装。 • 存放在干燥箱内，箱内湿度需低于10%RH。
器件受潮后的处理方法
• 防潮等级为二级以上的器件，若拆封后存放时间超过 规定的最大时间或因存放、运输器件时造成密封袋破 损、漏气等而使器件受潮，则必须要对器件进行烘烤 ， 烘烤方法为： • 在125±5 C 条件下烘烤24小时，对于同一器件多次 烘烤累计时间不能多于96小时。
潮湿敏感分级和拆封后最大存放时间
1 级 - 小于或等于300C/85% RH 无限车间寿命。 2 级 - 小于或等于300C /60% RH 一年车间寿命 。 2a 级 - 小于或等于300C /60% RH 四周车间寿命。 3 级 - 小于或等于300C /60% RH 168小时车间寿命。 4 级 - 小于或等于300C /60% RH 72小时车间寿命 。 5 级 - 小于或等于300C /60% RH 48小时车间寿命 。 5a 级 - 小于或等于300C /60% RH 24小时车间寿命 。
ESD与潮湿敏感控制 基础知识
(内部培训教材 )
LongJoin Electronics Co., Ltd. 龙 健 电 子 有 限 公 司
Part 1 ESD基础知识
首先了解ESD是什么？
ESD ：ElectroStatic Discharge ，即是静电放电 或静电泄放。
ESD是怎样引起的？
• 1 级。装袋前不要求干燥，包装袋材料、干燥剂及警 告标签亦无要求。 • 2 级。装袋前不要求干燥，要求防潮包装袋 ( 含 HIC)同时 要求防静电，要求有干燥剂及警告标签。
• 2a ~ 5a 级。装袋前要求干燥，包装袋要求防潮(含HIC)， 要求有干燥剂和警告标签。 • 6 级。装袋前不要求干燥，要求防潮包装袋(含HIC)同时 要求防静电，要求有干燥剂及警告标签。
生产、装配、测试检验、贮藏运送、售后服务维修等。
我们怎样去控制ESD？
要控制ESD必须遵循下面三个原则：
1.意识
有源器件及其组件都对ESD敏感。(半导体元件：二极管、 三极管、IC等器件) 在静电保护区你必须要适当接地，如果不适当的接地，那 么你就是静电的来源。
2. 操作 3.贮存和运输
原潮湿敏感性元件的文件<< IPC-SM-786 潮湿/回流敏感 性IC的检定与处理程序>>已作废，不再使用。
IPC- 美国电子工业联合会制订和发布了 IPC-M-109, 潮 湿敏感性元件标准和指引手册。它包括以下七个文件：
IPC/JEDEC J-STD-020 塑料集成电路的潮湿/回流敏感
性分类
ESD系统的最低要求
一个完善的ESD系统必须包括：
• 管理者：谁来负责。 • 培训：对必要的人进行培训。 • 控制：明确控制方法并和相关的人进行交流。 • 物品：选择满足EN 100 015标准的材料。 • 审核：测试使它保持在一个良好状态。
Part 2
潮湿敏感控制 基础知识
认识潮湿敏感
• 由于潮湿敏感性元件使用的增加，诸如薄的密间距元 件和球栅阵列(BGA： Ball Grid Array)，使得对这个失 效机制的关注也增加了。当元件暴露在回流焊接期间 升高的温度环境下，陷于芯片内部的水分会产生足够 的蒸汽压力损伤或毁坏元件。常见的失效模式包括塑 料从芯片或引脚框上的内部分离 ( 脱层 ) 、接线损伤、 芯片损伤、和不会延伸到元件表面的内部裂纹等。在 一些更严重的情况中，裂纹会延伸到元件的表面，就 是元件鼓胀和爆裂(叫做“爆米花”现象)。
使用黄色警告胶带标记ESD保护区域边界。
在所有操作和检查中尽可能地减少PCB’A的运动, 尽可能减少操作次数。 将元件保存在原包装内，直到准备使用，只存储在完全闭合的屏蔽容器内， 或者引脚朝下放在耗散性接地垫子上。
行为准则 (Do and Don't)
不允许的操作(Don‘t )
摩擦头发。 使用非ESD认可袋/工具箱。 衣服/头发/领带摩擦到PCB’A。 使用家用的润肤露。 堆叠板。 用屏蔽袋象“垫托”式地拿板。 把PCB’A放在屏蔽袋的上面。 在电源电路工作时使用接地腕带(例如:有250VAC以上的机器维护)。
O
• 或在45 C 、RH≤ 5%条件下烘烤192小时。
O
• 不要将元件存储在烘烤温度下的炉子内。烘烤前要确 O 认其包装材料是否耐高温，高温托盘可以在 125 C之 O 下烘焙，而低温托盘不能高于45 C。（某些低温盘会 在包装上注明“HEAT PROOF”等字样。
潮湿敏感性元件新标准（IPC）
当两种材料一起摩擦，一种丢失电子带有正电荷， 而另一种因为得到电子而带有负电荷，当两个带 有不同电荷的物体相互接触，电荷会从其中一个 物体流向，这种电荷的突然流动就是ESD。
ESD的危害
大家都知道闪电击中房子是一个很大的悲剧，同样ESD 对 于电子元件脆弱的结构同样是毁灭性的。有些IC含有多达 几百万个晶体管，即使极微的静电荷(10V左右)就可使其 损伤或毁坏。通常受到ESD电击的元件可能存在以下三种 情况：