2つの故障モード、1つの変数
実装工場の湿度には、逆向きの2つの影響があります。
乾きすぎ。静電荷が蓄積し、製品に通電するはるか前に ESD が MOS ゲート、薄い絶縁膜、ベアボードを壊します。そのため多くの ESD 管理計画は相対湿度の下限を 30 % 前後に定め、その水準を保てない局所環境にはイオナイザを追加します。
湿りすぎ。プラスチックパッケージは空気中の水分を吸います。リフローでその水分がパッケージ内部で蒸気になり、割れ、層間剥離、ダイの浮きを起こします。いわゆるポップコーン故障です。電気試験は通ってしまい、市場で壊れます。
解決策は妥協の湿度水準ではなく、部屋の湿度下限と、部品の乾燥保管の組み合わせです。
MSL とフロアライフ
J-STD-033 は吸湿感度をレベル1（制限なし）からレベル6（使用前ベーキング）まで分類します。生産で実用的なのは次のとおりです。
| レベル | ≤30 °C / 60 % RH でのフロアライフ |
|---|---|
| 2 | 1年 |
| 2a | 4週間 |
| 3 | 168時間 |
| 4 | 72時間 |
| 5 | 48時間 |
| 5a | 24時間 |
| 6 | 使用前のベーキングが必要 |
フロアライフは防湿袋を開けた時点から始まります。月曜に開けて金曜に使うリールは、同じシフトで開けたリールと、同じ部品でもリスクが違います。
乾燥保管
3つの選択肢を、しばしば組み合わせます。
- 乾燥剤と湿度インジケータカード入りの防湿袋。安価で有効ですが、開封した時点で時計が動き始めます。
- 低湿度の乾燥キャビネット。リールを繰り返し開ける多品種生産に向きます。多くの小ロットを流す工場ではこれが通常の答えです。
- ベーキング炉。フロアライフを超えた部品や、袋が破損した状態で届いた部品に使います。
選択は保護性能と同じくらい、アクセスの仕方で決まります。袋は誰も触らない部品を守り、キャビネットは毎日使う部品を守ります。
正しいベーキング
ベーキングは水分を除きますが、無償ではありません。スケジュールはパッケージの厚み、ボディ材、そしてトレイ・チューブ・リールのいずれかによって変わります。J-STD-033 の表が存在するのは、誤ったベーキングがテープ、ラベル、部品自体を傷めるからです。
2つのルールが従います。パッケージに応じたスケジュールでベーキングすること、そしてその後は速やかに使うか乾燥保管に戻すことです。ライン上に一晩置かれたベーキング済みのリールは、元の状態に戻っています。
顧客が確認できること
エリアアレイやファインピッチのパッケージを含む案件では、工程記録が MSL の扱いを示すべきです。袋の開封日、キャビネットの記録、フロアライフを超えた部品のベーキング記録、そして使用したリフロープロファイルです。プリント基板実装を比較する際は、これを書面で求めてください。出せない供給元は湿度を管理していません。
その記録が、湿度を管理する供給元と、除湿機を置いているだけの供給元を分けます。工作精度は IPC-A-610 で判定し、そこで生じる不良を捉えるゲートは品質管理の記事にまとめてあります。
