2016/03/28 • 1条评论

何谓湿敏零件(Moisture Sensitive Devices)？

所谓溼敏零件(Moisture Sensitive Devices)基本上就是泛指那些会对【湿气】敏感的电子零件。

「湿气」一般也称为「湿度」指零件暴露于环境大气中的「水蒸气」含量，这里的环境通常指「车间(Floor)」也就是「产线」，或是零件在离开真空防潮包装后所接触到的环境。

请注意：液态或固态的水都不能计算在湿度内喔！人体其实也可以感受到湿度，在湿度高的环境下，就是你可以感觉到快下雨又还没下雨前那种黏答答的感觉，全身好像溼噜噜的那种Fu。

那湿气对电子零件又会有何影响呢？这是因为水蒸气的分子团比液态或是固态水都要来得小，而且小到有机会从溼敏零件的缝隙当中钻进去，这时候如果把含有湿气的零件拿去经过回焊炉(reflow)直接加热，想像一下会发生什么问题呢？大家应该都有煮过开水的经验，或是在电视上看过瓦斯炉煮开水沸腾的画面，有没有看到水煮开后水蒸气可以把锅盖整个往上推的情景，这就是水蒸气加热后的影响力，水蒸气加热后会迅速的膨胀，而且可以产生巨大的推力，以前的蒸气火车就是靠蒸气来带动整列火车的，所以你说蒸气的力量是不是很强。

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回到主题，如果电子零件的内部含有水蒸气并且被迅速加热到超过水的沸点，一般无铅回焊(lead-free reflow)的温度最高会达到250˚C左右，依据电子零件内部的湿度多寡，当被加热的水蒸气来不及从零件的缝隙中逃逸，最坏的结果就类似从电子零件的内部点燃了一颗炸弹般的爆裂开来，轻者可能会破坏零件内部的结构，重者可能还会出现零件分层(de-lamination)、开裂的现象。

既然水蒸气会对电子零件造成这么严重的后果，所以你说这些电子零件需不需要管控其水蒸气？当然要，所以工业标准(IPC)也才会有溼敏零件(MSD, Moisture Sensitive Devices)管控及溼敏等级(Moisture Sensitive Levels)定义的标准出现。

那是不是所有需要经过reflow的电子零件都得担心水蒸气所造成的爆裂破坏问题呢？

如果仅针对爆米花(popcorn)问题来回答，188金宝搏苹果下载会说不尽然，因为前面的篇幅提到电子零件必须要有缝隙让水蒸气有机会钻进去才会有这个问题，而且这个缝隙还不能太大，因为缝隙够大到可以让膨胀后的水蒸气膨胀顺利逃掉也就没事，所以就只有那些拥有小缝隙的零件会有问题啰！

哪些电子零件拥有小缝隙呢？就是那些封装零件啦，所以首当其冲的就是IC零件，因为IC几乎都是用上下模具把晶片封装包起来的，或一层一层叠起来的，而上下模具的接合处或层与层之间就是缝隙产生的地方，所以一般我们指的溼敏零件就是在指这些IC零件，BGA零件可能更惨，因为晶片要封装在载板PCB上面，还有膨胀系数地问题。

另外，大部分的IC零件的内部都会使用金线或铜线来将晶片上的讯号传导出来，这些细小的金线或铜线更禁不起湿气所产生推力的破坏，188金宝搏苹果下载以前做过IC封装厂的工程师，知道大部分的IC会因为封装的制程限制而有孔洞(voids)发生，如果湿气没有控制好，湿气真的很容易就会出现在这些孔洞当中，当湿气迅速膨胀后就容易造成问题。

目前业界对「溼敏零件」的定义都侷限在封装零件上的分层(de-lamination)及爆裂(popcorn)问题，而且有两份主要的工业标准用来规范溼敏零件及溼敏等级：

IPC/JEDEC J-STD-020 Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Non-hermetic Solid State Surface Mount Devices 非密封型固相表面黏着元件的湿度/回焊敏感度分类
这一份标准是给零件商用来判断并分类其零件符合哪一种湿敏等级，文件中基本上定义了不同湿敏等级的测试湿度及暴露于车间时间等条件，然后拿去过回焊炉来确认其是否符合要求。
IPC/JEDEC J-STD-033 Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices 湿度/回焊表面黏着敏感元件作业、运输、储存、包装标准
这一份标准定义湿敏零件应该如何使用、运输、储存、及包装以避免零件受潮和零件在过回焊后的可靠性下降。也定义如何使用烘烤条件来恢復溼敏零件的干燥程度。
相关文章：
JEDEC J-STD-033B第四章节-干燥(中文翻译)
IPC-JEDEC-J-STD-033 湿敏零件的烘烤条件

谈到这里你应该多少对「湿敏零件」有一定瞭解了吧！不过你可能会觉得纳闷，为何很多IC以外的零件（不是IC的零件）也经常被要求需要执行真空干燥包装做湿度管控呢？Why？这是因为湿气不只会因为加热而造成体积膨胀引起零件分层问题，湿气也会加速零件焊脚的金属镀层氧化程度，造成后续拒焊等焊接品质问题；另外，有些零件的塑胶材质会有吸湿的问题，如PA(尼龙)，并在流经高温后发生零件脆化、变形、异色等问题。

因为这些电子零件并没有统一的湿度管控条件，无法用一份统一的标准来完全规范，所以只能依照个别零件的需求来定义其防潮条件，以目前大部分的电子零件来看，除了IC零件及电路板(PCB)会有爆裂分层的风险之外，其他的零件可能就Case by Case了。
建议可以先参考一下这篇文章：非溼敏电子零件是否也需要管控湿气？

还有一个问题需要提出来特别探讨的就是溼敏零件可以利用「烘烤」来去除其内部的湿气，但如果已经氧化的零件脚，烘烤是没有办法恢復其可焊性的，这个请参考其他的相关文章：封装湿敏零件烘烤常见问题整理。

延伸阅读：
关于MSL常见的问题
 何种零件需要执行MSL(湿敏等级)？
低湿电子防潮箱协助电路板组装厂解决潮害问题
 防潮与除湿有何不同？比较防潮箱与除湿机的效果