除了灵敏度外，水分还是任何成功的魔术伎俩的关键因素。事实上，许多魔术师滋润了他们的指尖，以提高他们执行涉及卡片，硬币和其他物体的智能技巧的能力。
然而，水分是电子制造的神奇世界中无形的害虫。塑料包装封装易受液体组装中的水分损失。在回流过程中，过量的水分可以转向蒸汽，产生缺陷并降低产量。
如果不按照行业标准进行处理和储存，电子设备可能会受到内部损坏。球栅阵列（BGA）和芯片级封装对水分特别敏感，这些元件的损坏很难检测。
电子包装内部吸湿和保留导致众多问题。例如，当器件经受突然升高的温度时，例如在回流期间，捕获的水分可以蒸发并施加内部封装应力。
这种由水分引起的内应力引起的包装开裂称为爆米花开裂。然而，即使包装没有破裂，也可能发生界面分层。
模具垫和树脂之间的表面剥离是由回流过程中的水蒸气压力引起的。表面分层很可能，导致粘合线和钢丝缩剪的剪切应变。
微裂纹可以延伸到包装的外部。外部裂缝可能出现在部件的侧面，顶部和底部。由于封装墙通常在模具垫下方最薄，因此底侧开裂是最常见的，并且在视觉上检测很难
敏感面
湿度敏感装置（MSDS）是用塑料化合物和其他有机材料包封的电子元件。来自大气湿度的水分通过扩散进入可渗透的包装材料，并在不同材料的界面处收集。在焊料回流中，快速水分膨胀和材料的组合可以导致包装裂缝或分层包装内的关键界面。不幸的是，这些内部缺陷几乎无法检测在PCB组件和测试过程中。它们导致许多对制造产量产生负面影响的失效模式，并导致电子产品的早期失败，如相机，手机和计算机。
“回流过程中失败的风险与临界界面的水分浓度直接相关，即在包装中心附近的临界界面，”Cogiscan Inc.的销售和营销副总裁Francois Monette说。（Bromont，PQ）。“每个包装的最大可接受的水分含量和水分扩散速率变化。”
根据炸料理，不同类型的包装表现出不同的敏感水平，以防潮和其效果。例如，表面贴装封装通常以比Bulkier，通孔包装更快的速率吸收水分。它们更容易发生爆米花裂缝，因为它们更薄并且具有较低的骨折强度。回流过程将模塑化合物暴露于比通孔焊接更高的温度。
“用有机化合物制成的塑料中封装的所有组分易受湿度损害的影响，”味道莫特说。“大型塑料BGA是最糟糕的，因为除了内部裂缝和分层之外，水分可以诱导与组件翘曲有关的额外失效模式。”
几种不同的因素可以影响包装的湿度敏感性，例如引线框架的内部尺寸和设计，包装的外部尺寸，模具附着材料和模具化合物的物理性质，以及回流温度曲线。
在塑料包装内吸收的水分量取决于温度，模具化合物的物理性质，环境大气的相对湿度的因素，以及组分暴露在那些条件下的时间。
水分进入模塑化合物的扩散速率是温度依赖性的。温度越高，周围的水分越快将穿透模具化合物。吸收过程将继续，直到内部水分浓度与环境相对湿度达到平衡。相对湿度越高，塑料包装内吸收水分的量越大。
“湿度敏感性正变得更大的问题，而不是曾经是曾经的问题，”Valor Denmark A / S（丹麦）的Valor Denmark A / S（丹麦）的产品经理，其销售MSD可追溯性系统。他说，这种趋势是由多种因素推动的，包括：
- 由于具有无铅焊料的较高的回流温度，增加了敏感性水平。
- 封装体厚度和铅间距的继续减少。
- 增加使用塑料而不是更高的成本密封体材料。
- 更高的混合生产。组件的单个托盘或卷轴需要更长的时间，所以部分有更多的时间来吸收水分。
- 将制造业务转移到极其潮湿的地理区域，如东南亚。
因为电子元件将来会越来越薄，所以德里预测水分敏感性将继续是一个挑战。“但是，有一个新的MSD问题与尺寸有关，”他指出。“如果部件薄而薄而在一定的长度和宽度上，那么它们可能会翘曲而不是裂缝。当发生这种情况时，边缘会出现，所以角落里的球没有焊接。”
水分分类
两个标准帮助电子制造商解决湿度灵敏度的挑战：IPC / JEDEC J-STD-020B和IPC / JEDEC J-STD-033B。联合行业标准由IPC（Bannockburn，IL）和JEDEC固态技术协会（Arlington，VA）制定。最近已更新两个标准，以支持可能需要在更高温度下处理的组件，例如使用无铅焊料的设备。IPC / JEDEC J-STD-020B标准识别对水分诱导的应力敏感的非墨水固态表面安装装置的分类水平。它用于确定应用于初始可靠性资格的分类级别。一旦识别，可以正确打包，存储和处理设备，以避免在回流或修复期间的后续热和机械损坏。
IPC / JEDEC J-STD-033B标准为制造商提供了具有标准化方法的制造商，用于处理，包装，运输和使用湿度敏感的表面安装装置。它定义了用于使用的方法，概述程序，以避免从吸湿和暴露于回流温度损坏，这可能导致产量和可靠性降解。该标准有助于最终用户通过干燥包装过程实现无损坏的回流。
这两个行业标准分类了湿度敏感性水平（MSL）。每个级别在数字上表示，MSL号随着包装的脆弱性而增加到爆米花裂缝。例如，MSL 1是指无论暴露于水分如何，都是针对爆米花裂缝的电子器件。另一方面，MSL 6器件最容易产生湿气诱导的骨折，并且具有极薄的楼层寿命。部分的地板寿命是它可以暴露于环境的时间，并且仍被认为是安全的回流。
“我们看到了比我们几年前的4,5和6级的更多部分，”邮菜说。“电子包装的许多技术趋势使新几代组件对水分更敏感，例如更小，更薄的封装和更大的模具。这使得这些组件较不稳定。它们可以损坏较低的水分含量，这意味着它们的最大楼层较短。“
虽然分类提供了统一的标准，但也造成了对湿度敏感性的一些误解。”“最常见的误解是湿度如何影响地板的使用寿命，”德里说例如，据说4级零件的地板寿命为72小时。但是，这72小时是在
无铅挑战
随着越来越多的制造商转向无铅合金，水分控制成为一个更大的挑战。今年夏天，必须从欧盟生产或进口的电子设备中消除铅。有害物质限制（RoHS）指令将于7月1日生效。中国正在采取类似的无铅姿态，而加州和加拿大则提出了各种票据。该法规的目标是限制危险物质的使用，并鼓励广泛回收电子元件。
无铅的努力是由环境考虑因素，政府立法和无铅电子包装的营销优势的组合驱动的。一些领先的制造商已经从他们的产品中自愿消除了潜在的领先优势，而其他领先的制造商正在努力赶上即将发生的立法。
由于与无铅回流相关的回流温度较高，无铅倡议显着影响水分敏感性问题。通过无铅焊料，有效的温度控制非常重要。此外，高加入温度需要增加15％至25％的能量，这使得一些电子组件容易翘曲和其他问题。
“了解无铅焊料合金的物理和化学性质是重要的，因为许多人降低了润湿行为和更高的表面张力，”Kester Div的高级市场开发工程师Peter Biocca说。诺斯罗普·格鲁姆曼公司（Des Placees，IL）。“无铅的热谱可能需要对新的水分敏感性限制进行分量需求。这需要了解并采取足够的措施来避免在无铅回流中爆发，分层和开裂等水分问题。”
在锡铅焊接过程中，回流温度范围为220至225℃。然而，在无铅工艺中，典型的回流温度范围为245至260℃。
“回流过程中的组件内发生的效果类似于封闭血管中的加热水，过去沸点，”德英说明。“随着温度升高，压力增加。如果内部压力是双重的，我们可以期待相应的频率和损坏幅度的增加。我已经看到了无铅过程温度下的水导致压力大致翻倍锡铅工艺温度的压力。“
Cogiscan的Monette补充说：“温度越高，组件内部的水压就越高，因此，允许的含水量和相关的地板寿命就必须减少。”所有对水分敏感的部件必须由其制造商重新鉴定为无铅，并且通常会降低一个或多个灵敏度级别。”
一种国际电子制造倡议公司（Herndon，VA）项目检查无铅加工温度对许多现有组件的影响表明，当回流或加工温度增加时，这些组件的MSL评级降低。
“温度每升高10度，MSL等级就会下降一级，”Seika Machinery公司（加利福尼亚州托伦斯市）的销售和市场协调员Michelle Ogihara说观察到的一些故障包括微裂纹、分层，甚至组件包装材料的损坏。
“如果在构成当前组件的材料中没有变化，MSL评级可能会增加三个级别，如果过程温度增加30度，”Ogihara警告说。“这将显着影响组件的处理方式，处理和存储。突然，目前处理MSL 2或MSL 3组件的制造商现在正在研究处理MSL 5或MSL 6.”
干溶液
由于电子行业经历了与湿度敏感度相关的失败水平，制造商正在投入更多的时间和金钱来保护其装配线。事实上，一些观察员声称努力类似于10年前安装在静电放电（ESD）的战斗。工程师们有几种方法来对抗湿气。干包装是一个过程，使用烤箱烘烤组件和驱动器的所有水分的包装。然后，这些装置被加热或真空密封在一个防水袋中，以防止任何随后的水分吸收。
防潮袋限制了水蒸气的透射，并用于包装水分敏感装置。湿度指示卡在袋内填充，以及干燥剂，以帮助确定在发货期间经受电子设备的水分水平。
湿度指示卡具有三个垂直颜色斑点，对相对湿度值敏感，5％，10％和60％。卡变为颜色 - 通常从蓝色（干燥）到粉红色（湿） - 当超过指示的相对湿度时。
Dessicant是一种吸收材料，例如硅胶或沸石，用于在袋子或载体内保持低相对湿度。使用的乳腺素的用量根据袋子表面积和24小时内100平方英寸的速克的水蒸气透射速率计算，以保持在25℃下的内部相对湿度小于10％。
干盒是防潮障碍物的替代方案，可以大大降低操作员处理错误的风险。金属柜具有紧密密封的门和多个搁架，用于在延长的时间段内存储托盘和卷轴。正如IPC / JEDEC J-STD-033B规范下的指南中所述，良好的干燥箱保持相对湿度为无限安全存储的5％或更低。
通过使用强大的浸渍剂从机柜中取出湿度。蒸发器吸收的水分蒸发并在干箱外释放。数字控制会随着时间的推移记录温度和湿度。
氮柜是一种更昂贵的吹扫水分的方法。它们使用恒定的正压力流动以使所有氧气的机柜失效，这迫使所有的水分和污染。
若干公司已开发自动控制系统，允许电子制造商管理和跟踪其MSD设备。它们使用自动数据收集技术，如条形码和射频识别。自动化系统消除了对手动过程的需求，例如识别MSD，填写日志表并输入时间计算，这些计算是耗时和对人为错误的误区。
Monette表示，由于几年前揭幕，他的公司对其控制系统的兴趣日益增加。Cogiscan的系统提供所有MSDS的实时跟踪。“通过放置和回流从保护干袋从保护干袋中除去的时间，为每个单独的托盘或卷轴提供精确的曝光时间跟踪。
Valor还推出了一个可追溯系统，有助于确保MSDs在回流焊过程中是安全的。”故障分析技术可以确定故障的根本原因是在回流焊之前水分过多然而，无法确定该成分在什么时候过度暴露。
“这可能发生在组装过程中，但组件也可能在供应链的早期就暴露出来了，比如当零件被送到外部供应商进行IC编程时，”Moller补充道在这种情况下，组装商的唯一选择是证明在其自己的设施内，组件是按照行业标准处理的。这至少表明根本原因可能在供应链的其他地方。”
尽管这些努力，大多数专家都认为需要更多的全身教育。表面山技术协会（Edina，MN）创建了一个MSD理事会，旨在促进电子装配过程中湿度敏感器件控制的实践。
然而，委员会成员莫内特说：“在湿度敏感性方面，仍然存在一些误解和误解。”他指出：“总的来说，这个行业在这个问题上还需要更多的教育。”一旦工程师真正理解了这个问题，他们就可以开始实施有效的计划。
“这不是一个简单的事情，可以通过安装几个干柜和烘烤烤箱来解决，”警告邮政。“人们必须明白，在控制中提出这一问题所需的努力是对过去的eSD控制所做的类似水平。”
关于湿度敏感性最大的误解之一是它被隐藏在视线之外。事实上，它通常不是一个缺陷，组装后可以立即清楚地分辨出来。因此，人们自然倾向于认为这不是一个严重的问题。有时，由于湿度敏感而导致的问题更为明显，例如组件在回流焊后从电路板上脱落。
“许多MISD缺陷，如微裂纹或爆破，不易识别，因为它们在封装下发生或者在检查期间必须通过放大范围看到，”Seika Machinery的Ogihara说。“此外，来自现场的返回可能或可能不会归因于湿度敏感性的问题，因为某些汇编者可以将其粉化到其他与其他相关的过程相关的问题。”一种
