Два режима отказа, одна переменная
Влажность на сборочном производстве оказывает два противоположных воздействия.
Слишком сухо: накапливается статический заряд, и электростатический разряд повреждает затворы МОП-транзисторов, тонкие диэлектрики и печатные платы задолго до включения питания изделия. Поэтому большинство планов контроля электростатического разряда устанавливают минимальный уровень относительной влажности около 30 % и добавляют ионизаторы там, где локальная среда не может его поддерживать.
Слишком влажно: пластиковые корпуса поглощают влагу из воздуха. При оплавлении эта влага превращается в пар внутри корпуса, и корпус трескается, расслояется или отслаивает кристалл — так называемый «попкорновый» отказ. Часто он проходит электрические испытания, но выходит из строя в полевых условиях.
Решение заключается не в компромиссном уровне влажности. Это минимальный уровень влажности для помещения плюс сухое хранение компонентов.
MSL и минимальный срок службы
Стандарт J-STD-033 классифицирует чувствительность к влаге от уровня 1 (без ограничений) до уровня 6 (прокаливание перед использованием). Практические значения в производстве:
| Уровень | Срок годности при температуре ≤30 °C / относительной влажности 60 % |
| --- | --- |
| 2 | 1 год |
| 2a | 4 недели |
| 3 | 168 часов |
| 4 | 72 часа |
| 5 | 48 часов |
| 5a | 24 часа |
| 6 | требуется прокаливание перед использованием |
Срок годности начинается с момента вскрытия влагозащитного пакета. Катушка, открытая в понедельник и использованная в пятницу, представляет собой иной риск, чем катушка, открытая в ту же смену, даже если детали идентичны.
Сухое хранение
Три варианта, часто комбинируемые:
- Влагозащитные пакеты с осушителем и индикаторной карточкой влажности. Дешево, эффективно, но неудобно после вскрытия: отсчет времени начинается.
- Сухие шкафы с низкой относительной влажностью, которые подходят для производства с большим ассортиментом продукции, где катушки открываются многократно. Это типичный ответ для предприятия, выпускающего множество мелких деталей.
- Печи для запекания, для деталей, срок службы которых истек или которые поступили в поврежденной упаковке.
Выбор зависит как от способа доступа, так и от защиты: упаковка защищает деталь, к которой никто не прикасается, а шкаф защищает деталь, используемую ежедневно.
Правильное запекание
Запекание удаляет влагу, но это не бесплатно. График зависит от толщины упаковки, материала корпуса и от того, находится ли деталь в лотке, тубе или на катушке; таблицы в J-STD-033 существуют потому, что неправильное запекание может повредить ленту, этикетки и сами детали.
Следуют два правила: запекайте в соответствии с графиком для упаковки и используйте деталь сразу после этого или поместите ее обратно на сухое хранение. Запеченная катушка, оставленная на линии на ночь, возвращается в исходное состояние.
Что должен видеть заказчик
Для любой сборки с использованием корпусов с матрицей областей или малым шагом выводов, в технологической карте должна быть указана информация об обработке MSL: даты вскрытия пакетов, журналы работы корпуса, записи о термической обработке деталей, срок службы которых превысил установленный срок, и используемый профиль оплавления. Запросите эту информацию в письменном виде при сравнении услуг по сборке печатных плат: поставщик, который не может её предоставить, не контролирует влажность.
Именно этот показатель отличает поставщика, контролирующего влажность, от поставщика, имеющего осушитель воздуха. Качество изготовления оценивается по стандарту IPC-A-610, а устройства, улавливающие возникающие дефекты, описаны в заметке о контроле качества.
