Правила обращения с электронными компонентами

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫМИ К ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЕ ПАЙКИ ОПЛАВЛЕНИЕМ

ПРЕДИСЛОВИЕ

 Данная инструкция предназначена для управления подразделениями завода процессами транспортировки, хранения, использования в производстве, упаковки электронных компонентов поверхностного монтажа, чувствительных к влажности и температуре пайки оплавлением.

При разработке инструкции учтены требования международных стандартов IPC/JEDEC J-STD-033B1, IPC-9503.

Инструкция разработана ОГТ.

ВВЕДЕНИЕ

Настоящая инструкция устанавливает правила обращения с электронными компонентами для поверхностного монтажа, чувствительными к влажности и температуре пайки оплавлением, при транспортировке, хранении, использовании в производстве, упаковывании.

Данные правила предназначены для предотвращения повреждения компонентов из-за адсорбции влаги из окружающей среды и последующего воздействия высоких температур в процессе пайки оплавлением, и связанного с этим выхода годной продукции и снижения надежности. При правильном обращении с влагочувствительными компонентами, нахождении их в герметичной влагонепроницаемой упаковке до монтажа на платы, возможность повреждений компонентов при пайке оплавлением исключается.

 1 Область применения

1.1. Инструкция распространяется на деятельность должностных лиц и подразделений предприятия, участвующих в комплектовании,хранении, транспортировании, входном контроле, упаковывании электронных компонентов, изготовлении продукции.

1.2. Стандарт обязателен для подразделений предприятия, осуществляющих работы по управлению процессами обращения с электронными компонентами: ОМТС, Центральный склад, ЛВК, ПДО, цех.

 2 Нормативные ссылки

 В настоящей инструкции использованы следующие нормативные документы:

 2.1 IPC/JEDEC J-STD-033B1. Международный стандарт «Обращение, упаковка, транспортировка и использование компонентов для поверхностного монтажа, чувствительных к влаге и пайке методом оплавления»

 2.2 IPC/JEDEC J-STD-020С. Международный стандарт «Классификация чувствительных к влажности/пайке негерметичных твердотельных компонентов поверхностного монтажа «

 2.3 IPC-9503. Международный стандарт «Классификация влагочувствительных компонентов, не относящихся к интегральным микросхемам».

 4 Обозначения и сокращения

  •  ВНП – влагонепроницаемый пакет
  •  КПМ – компонент для поверхностного монтажа
  •  MSL — Moisture Sensitivity Level — уровень чувствительности к влажности

5 Технические данные

5.1 Уровни чувствительности к влажности и температурам пайки

  Неправильное обращение с электронными компонентами для поверхностного монтажа (КПМ) приводит к возникновению проблем, связанных с качеством и надежностью, а именно, с такими повреждениями корпусов, как растрескивание и расслоение, возникающими при пайке методом оплавления.

 Влага, содержащаяся в окружающем воздухе, диффундирует внутрь корпусов КПМ, при пайке оплавлением происходит нагрев компонента в целом до температуры свыше 200°C, при этом сочетание быстрого испарения и расширения объема влаги внутри корпуса могут привести к растрескиванию и /или расслоению корпуса внутри КПМ.

 Согласно стандарту IPC/JEDEC J-STD-020C по уровню чувствительности к влажности (Moisture Sensitivity Level (MSL) электронные компоненты для поверхностного монтажа подразделяются на 6 уровней.

Уровни чувствительности КПМ к влажности (MSL) и длительность нахождения компонентов после вскрытия герметичной упаковки в регламентированных условиях окружающей среды

              Таблица 1
MSL Безопасное время нахождения компонента вне упаковки в заводских условиях, если температура окружающей среды ≤30°C и относительная влажность воздуха ≤60%, или при условиях, указанных непосредственно на упаковке  
1 Неограниченно при Т≤30°C и относительной влажности ≤ 85%
2 1 год
4 недели
3 168 часов
4 72 часа
5 48 часов
24 часа
6 Сушка перед использованием обязательна. После сушки КПМ должны быть запаяны методом оплавления в течение времени, указанного на этикетке упаковки

 Безопасное хранение означает, что сухие КПМ хранятся в условиях контролируемой влажности.

 5.2 Влагонепроницаемая упаковка

 Для защиты КПМ от воздействия влаги производители компонентов используют специальную влагонепроницаемую упаковку сухих компонентов, чувствительных к влажности. На упаковку наклеивается информационная этикетка.

 Влагонепроницаемая упаковка состоит из влагонепроницаемых пакетов (ВНП), осушителя и индикатора влажности.

Типичная влагонепроницаемая упаковка

Рис. 1 Типичная влагонепроницаемая упаковка для чувствительных к влаге КПМ, помещенных в носители — трубки.

 5.3 Влагонепроницаемый пакет (ВНП)

 ВНП представляет собой металлизированный (используется слой алюминия), блестящий, непрозрачный пакет высшей степени прочности, обладающий гибкостью, стойкостью к проколам.

 Металловакуумный пакет подходит для вакуумной упаковки остроугольных объектов, таких как носители компонентов – пеналы, трубки, поддоны, кассеты.

 Кроме того, ВНП защищает компоненты от воздействия статического электричества.

 5.4 Осушитель

 Материал осушителя (обычно используется силикагель в гранулах) должен быть непылящим, коррозионно-инертным и обеспечивать поглощение влаги.

 Осушитель расфасовывается во влагопроницаемые пакетики или мешочки.

5.5 Индикатор влажности

 Для индикатора влажности используется белая промокательная бумага из целлюлозы. Образец индикатора влажности показан на рис. 2.

 Индикатор влажности должен иметь, как минимум, три цветных точки, ограниченные черными окружностями, с чувствительностью к 5%, 10%, 60% относительной влажности.

 Точки должны сигнализировать о наличии соответствующей влажности четко различимым изменением цвета, напечатанного на индикаторе влажности.

 Типичная цветовая схема индикатора влажности приведена в таблице 2.  Индикатор влажности не должен иметь визуальных дефектов, таких как, отсутствие индикаторных точек, разрывы, неправильно расположенные индикаторные точки, а также индикаторные точки, выходящие за пределы черных окружностей.

Образец индикатора влажности с переводом.

Рис. 2 Образец индикатора влажности с переводом.

Избыточная влажность во влагонепроницаемой упаковке, выявленная индикатором влажности, может быть связана с некорректным обращением с упаковкой, например, разрывами пакета при транспортировке, или неправильным хранением.

Типичная цветовая схема индикатора влажности

Таблица 2 Типичная цветовая схема индикатора влажности

 Примечание: точки на индикаторе могут быть окрашены изготовителем в розовый цвет, указывающий на сухость (dry –сухой), который меняется на оранжевый, указывающий на влажность (wet –влажный) при воздействии влаги.

 Вариант индикации 1

 Если точки 5%, 10% и 60% относительной влажности указывают на сухость, компоненты классов 2, 2а, 3, 4, 5, 5а все еще достаточно сухие.

 Вариант индикации 2

 Если точка 5% указывает на влагу, точка 10% не указывает на сухость (переходной цвет), и только точка 60% указывает на сухость, компоненты классов 2а, 3, 4, 5, 5а насыщены влагой и требуют сушки перед монтажом. Компоненты класса 2 еще достаточно сухие.

 Вариант индикации 3

 Если точки 5%, 10% и 60% относительной влажности указывают на влажность, компоненты класса 2 насыщены влагой и требуют сушки.

 Если время нахождения компонентов классов 2а-5а вне влагонепроницаемой упаковки в заводских условиях при температуре окружающей среды ≤30°C и относительной влажности воздуха 60% превышено, или температура и влажность окружающей среды выше, чем приведенные в таблице 1, перед пайкой или для безопасного хранения КПМ должны быть высушены.

 Процедура сушки приведена в разделе 4 стандарта IPC/JEDEC J-STD-033B1.

 КПМ 6-го класса должны быть высушены и затем припаяны в течение времени, указанного на этикетке.

 5.6 Этикетки идентификации чувствительности к влаге

 5.6.1 Идентификация чувствительности к влаге осуществляется предупредитель-ным знаком «Чувствителен к влаге» (рис. 3) и информационной этикеткой (рис. 4) или штрих-кодовой этикеткой.

Идентификация чувствительности к влаге

Рис. 3 Пример предупредительного знака «Чувствителен к влаге»

Примеры информационных этикеток и штрих – кодовой этикетки

Рис. 4 Примеры информационных этикеток и штрих – кодовой этикетки  8

На информационной этикетке указывается максимально допустимая пиковая температура корпуса КПМ в течение пайки, длительность нахождения в допустимой производственной среде от момента вскрытия упаковки до пайки, дата упаковки в ВНП.

При отсутствии информационной этикетки на ВНП должна быть приклеена штрих-кодовая упаковка, в которой указаны уровень чувствительности к влаге (MSL, MS или LEVEL (L), максимальная температура пайки (TEMP), дата упаковки.

Для компонентов 1 класса на информационной этикетке должна быть указана максимальная температура пайки, информационная этикетка может отсутствовать, в этом случае указание о принадлежности к 1 классу и максимальная температура пайки приведены в штрих-кодовой этикетке. Для компонентов 1 класса не требуется этикеток, указывающих на принадлежность к классу влагочувствительности.

Компоненты 6 класса, не поставляемые в ВНП, так как чрезвычайно чувствительны к влаге и им, в любом случае, требуется сушка перед пайкой, должны иметь предупредительный знак и информационную этикетку, прикрепленные к минимальной единице тары (упаковки).

5.6.2 Предупредительный знак должен быть прикреплен к минимальной единице тары (упаковки), содержащей ВНП.

Информационная этикетка должна крепиться на наружную поверхность ВНП или к минимальной единице тары.

 5.6.3 Срок годности для КПМ, упакованных в герметичную влагонепроницаемую упаковку (ВНП)

  Срок годности КПМ, помещенных во влагонепроницаемую упаковку – минимум 12 месяцев с даты упаковки, при хранении в условиях температуры окружающей среды <40˚С и относительной влажности воздуха < 90%, и при отсутствии конденсации.

6 Правила обращения с компонентами поверхностного монтажа, чувствительными к влаге, для подразделений предприятия

 6.1. ОМТС, центральный склад

  — При получении компонентов поверхностного монтажа во влагонепроницаемой упаковке следует проверить наличие на упаковке информационной или штрих-кодовой этикетки.

 — Влагонепроницаемая упаковка должна быть неповрежденной: не иметь разрывов, проколов, вмятин, отверстий, порезов и любых других повреждений, которые могут привести к воздействию окружающей среды на внутренние слои упаковки (тары) или сами компоненты.

 — Компоненты поверхностного монтажа в герметично закрытой влагонепроницаемой упаковке могут храниться не менее года с даты упаковывания при температуре окружающей среды менее 40˚С и относительной влажности воздуха менее 90 %.

 — Не допускается вскрытие влагонепроницаемой упаковки.

 — При обнаружении несоответствий сообщить начальнику ОМТС.

 6.2. ЛВК

 — При получении компонентов поверхностного монтажа во влагонепроницаемой упаковке следует проверить наличие на упаковке информационной или штрих-кодовой этикетки и дату упаковывания, указанную на них.

Срок хранения не менее года с даты упаковывания при отсутствии нарушений герметичности влагонепроницаемой упаковки.

 — Проверить упаковку на отсутствие разрывов, проколов, вмятин, отверстий, порезов и любых других повреждений, которые могут привести к воздействию окружающей среды на внутренние слои упаковки (тары) или сами компоненты.

 — Не допускается вскрытие влагонепроницаемой упаковки.

 — При обнаружении несоответствий сообщить начальнику ЛВК.

 6.3 Цех

 — Вскрывать влагонепроницаемую упаковку непосредственно перед монтажом, аккуратно отрезая верх пакета возле самого шва, чтобы можно было запечатать пакет повторно. Пакет можно вскрывать только при нормальных условиях окружающей среды (Т˚С≤30°C, относительная влажность воздуха ≤60%).

 Указывать на бумажной этикете пакета дату и время вскрытия.

 — Проверять согласно п. 5.5 цвет точек индикатора влажности.

Если цвет точек сразу после вскрытия пакета изменился (пакет негерметичен, компоненты подверглись воздействию влаги), катушку с компонентами поместить в исходную упаковку, изолировать и сообщить инженеру и мастеру.

 — Компоненты, оставшиеся неиспользованными, должны быть установлены и припаяны в течение безопасного времени, указанного на информационной этикетке. Безопасное время зависит от уровня увствительности компонента к влажности и температуре пайки оплавлением, см. таблицу 1.  

 — Безопасным время нахождения влагочувствительных компонентов вне упаковки является при условии, если температура окружающей среды ≤30°C и относительная влажность воздуха ≤60%, или при условиях, указанных непосредственно на упаковке.

Если условия не выдержаны, сообщить начальнику цеха.

 — Если нет потребности в использовании компонентов в течение безопасного времени нахождения их вне упаковки, катушку с остатками компонентов поместить в исходный влагонепроницаемый пакет и сдать на склад ПДО.

 6.4 Склад ПДО

 — Возвращенные из цеха КПМ, чувствительные к влажности, должны находиться во влагонепроницаемых пакетах, на которых указана дата вскрытия. Влагонепроницаемые пакеты от изготовителя также защищают компоненты от воздействия статического электричества.

 — Проверить по информационной этикетке на пакете срок истечения безопасного времени нахождения компонентов вне упаковки в заводской среде.

 — Если срок истек – пакет с компонентами изолировать до решения технической комиссии специалистов.

 — Если срок не истек, и компоненты находились вне упаковки в производственной среде с параметрами не выше 30˚С /60% относительной влажности, их можно поместить во влагонепроницаемую упаковку, вложив в пакет мешочек с осушителем-силикагелем. Далее пакет термически загерметизировать, не допустив его повреждения или расслаивания.

Вакуумирование не требуется и не рекомендуется, избыточное обезвоздушивание может ухудшить работу осушителя и привести к проколам влагонепроницаемого пакета.

 — На информационной этикетке пакета указать дату герметизации.

 — Обеспечить правильное хранение ВНП с компонентами на складе:

 ВНП укладывать на стеллажи в вертикальном положении, упаковывать и хранить КПМ в атмосферной среде с параметрами не выше 30˚С /60% относительной влажности.

6.5 По всем нарушениям, выявленным в производстве в процессе использования и хранения влагочувствительных компонентов поверхностного монтажа, цеху следует собирать техническую комиссию специалистов отделов и цеха, при необходимости руководителей, для принятия решения об использовании компонентов, подвергшихся воздействию влаги.  Технология восстановления несоответствующих по влажности компонентов приведена в стандарте IPC/JEDEC J-STD-033B1. Решение о проведении сушки принимает техническая комиссия