reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
Przemysł elektroniczny | 09 lutego 2010

Następna generacja sprzętu do MSD

Wpływ wilgotności na niezawodność sprzętu elektronicznego jest zwykle niedoszacowany lub po prostu nie poznany. Wilgotność może przenikać do wewnątrz komponentów Moisture Sensitive Devices (MSD) w drodze dyfuzji i gromadzić się na powierzchniach rozdzielających różne materiały, użyte do budowy komponentu.

Wrażliwość danego komponentu na wilgotność jest uzależniona od takich czynników jak jego wewnętrzna struktura, wymiary wnętrza i obudowy czy fizyczne właściwości zastosowanych materiałów. Z kolei to, ile wilgotności w rzeczywistości zostanie zaabsorbowane, zależy od takich czynników jak temperatura, właściwości fizyczne materiałów oraz w jak długim czasie komponent będzie wystawiony na oddziaływanie wilgotnego powietrza. Tempo dyfuzji wilgoci jest zależne od temperatury. Im wyższa jest temperatura, tym szybciej wilgoć przedostanie się do wnętrza komponentu. Proces absorpcji będzie kontynuowany, aż do czasu kiedy wilgotność wewnątrz komponentu osiągnie poziom wilgotności otoczenia. Tak więc, iż wyższa jest względna wilgotność powietrza, tym więcej wilgoci przyjmie komponent. Produkcja typu low-volume / high-mix stwarza zwiększone ryzyko wystąpienia niekorzystnych zjawisk, jako że rolki czy tacki z komponentami są wykorzystywane w wolniejszym tempie i wydłuża się zatem czas, w którym komponenty mogą zaabsorbować wilgoć. Standard IPC/JEDEC J-STD-033 został stworzony, aby zapobiegać problemom, związanym z komponentami MSD. Standard zawiera rekomendacje i wskazówki, dotyczące takich czynności jak przemieszczanie, pakowanie, wysyłka czy stosowanie MSD. W podsumowaniu wskazuje się ponadto na konieczność przeprowadzenia przez producenta komponentu MSD badań, prowadzonych w temperaturze 30C oraz przy wilgotności względnej 60% RH (przed procesem reflow), oraz reklasyfikacji konkretnego komponentu. Przed wysyłką do firmy dokonującej montażu, komponent powinien być oznaczony i zapakowany w sposób, zapewniający brak dostępu do wilgoci. W teorii, po otwarciu opakowania przeciwwilgociowego komponent powinien być zamontowany i poddany procesowi reflow w określonym limicie czasu. Proces bezołowiowy zwiększa problemy związane z MSD. Wraz z wprowadzeniem procesów bezołowiowych, wzrosła skala problemów, związanych ze zjawiskami MSD. W porównaniu do procesu ołowiowego, zwiększona temperatura etapu reflow zwiększyła dwu- a nawet trzykrotnie ciśnienie, wytwarzane przez parowanie wilgoci. Wyższa temperatura zwiększa ciśnienie wilgoci wewnątrz komponentu, czego konsekwencją jest zmniejszenie dopuszczalnej ilości wilgoci, która może przenikać do wnętrza, a także skrócenie okresu, w którym komponent może zostać wykorzystany. Wszystkie komponenty MSD powinny zatem być ponownie przekwalifikowane przez producentów dla potrzeb ich stosowanie w procesie bezołowiowym o przynajmniej jeden lub dwa poziomy w dół. To z kolei w znaczący sposób wpływa na sposób przemieszczania, składowania i montażu takiego komponentu. W efekcie, producenci, którzy do tej pory mieli do czynienia z komponentami MSL 2 czy MSL 3, obecnie muszą sprostać wymaganiom grup MSL 5 czy MSL 6. Badania pokazują, iż nawet pasywne komponenty (takie jak ceramiczne rezystory czy kondensatory), wcześniej klasyfikowane w grupie MSL 1 (nieograniczony limit czasu na wykorzystanie) potrafią ulec uszkodzeniu w procesie reflow ze względu na obecność wilgoci w ich wewnętrznej strukturze. Innym ważnym aspektem, wpływającym na bezołowiowe procesy montażu, jest przemieszczanie i magazynowanie PCB. Ze względu na zwiększenie temperatur procesu nasilają się zjawiska delaminacji PCB, które teraz powinne być traktowane jak komponenty, znajdujące w grupie MSL 4, a więc powinny być zmontowane przed upływem 72 godzin. Rozwiązania W ten sam sposób, w jaki zjawisko ESD znajdowało się w centrum zainteresowania kilka lat temu, coraz częstsze błędy związane z MSD powodują, iż producenci elektroniki coraz więcej czasu i energii inwestują w poszukiwanie użytecznych i efektywnych kosztowo rozwiązań. Inżynierowie mają do dyspozycji szereg sposobów, za pomocą których można walczyć z wilgocią. Kilka metod związanych ze składowaniem dąży do ‘zatrzymania czasu’, dyktowanego przez odpowiednią klasyfikacją MSL komponentu. Kolejną grupą metod są te, które polegają na suszeniu komponentu i usunięciu z niego nagromadzonej wilgoci, czyli coś, co można by określić odwróceniem czasu’. Wygrzewanie komponentu jest standardową metodą, mającą zastosowanie od lat, wskazywaną również przez standard IPC/JEDEC J-STD-033. Metoda ta nie jest jednak pozbawiona wad, z których najistotniejszą jest ryzyko wystąpienia oksydacji. Dodatkowo, komponenty zapakowane na taśmę nie mogą być poddane temperaturze 125C bez uszkodzenia samej taśmy. Ponadto, coraz więcej komponentów i PCB wymaga specjalnego traktowania, różnicując czas i temperaturę wygrzewania. Źródło: Whitepaper: The Next Generation in Handling Moisture Sensitive Devices from Totech.
reklama
reklama
reklama
reklama
Załaduj więcej newsów
September 13 2019 14:28 V14.3.11-2