PCB、PCBA储存烘烤指导书
一、 概述:
为规范、指引 PCB、 PCBA在储存、使用、加工过程中的储存、烘烤行为,特制定本操作 指导书。
适用于仓储、生 产、维修中所有涉及的 PCB板、 PCBA板。 术语定义
SMD :表面贴装器件,主要指通过 SMT生产的PSMD(Plastic Surface Mount Devices ), 也即塑封表面贴(封装)器件,如下表 1项目描述的器件。
项目描述 SOP ×× SOIC(SO) ×× SOJ ×× MSOP×× SSOP×× TSOP×× TSSOP×× TVSOP×× PQFP×× 说明 塑封小外形封装元件(含表面贴装变压器等) 塑封小外形封装 IC (集成电路) J 引脚小外形封装 IC 微型小外形封装 IC 缩小型小外形封装 IC 薄型小外形封装 IC 薄型细间距小外形封装 IC 薄型超细间距小外形封装 IC 塑封四面引出扁平封装 IC 球栅阵列封装 IC 塑封芯片载体封装 IC 封装名称缩写
( P)BGA ×× PLCC×× 潮湿敏感器件 :指易于吸收湿气,受热(回流焊或波峰焊)后湿气膨胀,导致内部损 坏或分层的器件,基本上都是 SMD 。
一般器件 :指除潮湿敏感器件以外,组装时需要焊接的所有元器件。 存储条件 :是指与所有元器件封装体和引脚直接接触的外部环境。 存储期限 :是指元器件从生产日期到使用日期间的允许最长保存时间。
PCB :印制电路板, printed circuit board 的简称。在绝缘基材上,按预定设
计形成印制 元件或印制线路以及两者结合的导电图形的印制板。
检验批: 由相同材料、相同制程、相同结构、大体状况相同,前后制造未超过一个月
时间并一次送检的产品,谓之检验批
三、 操作指导说明 烘烤所涉及的设备
a) 柜式高温烘箱。 b) 柜式低温、除湿烘箱。 c) 防静电、耐高温的托盘 d) 防静电手腕带。 3.1 潮湿敏感器件存储 3.1.1 包装要求
包装袋 潮湿敏感等级 干燥材料 潮湿显示卡 (HIC) 无要求 要求 要求 要求 警告标签 ( Warning Label ) 无要求 要求 要求 要求 ( Bag ) ( Desiccant ) 1 2 2a ~ 5a 6 无要求 MBB要求 MBB要求 无要求 要求 要求 特殊干燥材料 特殊 MBB
潮湿敏感器件包装要求
其中:
MBB :Moisture Barrier Bag ,即防潮包装袋,该包装袋同时要具备 ESD 保护功能; 干燥材料:必须满足 MIL - D- 34 Class II 标准的干燥材料;
HIC : Humidity Indicator Card, 即防潮包装袋内的满足 MIL - I- 8835 、 MIL - P- 116 , Method II等 标准要求的湿度指示卡。 HIC 指示包装袋内的潮湿程度 (一般 HIC上有至少 3个圆圈,分别代
表不同的相 对湿度值,如: 8%、 10 %、 20%等(见图 1),各圆圈内原色为蓝色,当某圆圈内由蓝色变为紫红色时, 表明袋内已达到该圆圈对应的相对湿度;当该圆圈再由紫红色变为淡红色时,则表明袋内已超过该圆圈 对应的相对湿度); 如果湿度指示卡指示袋内湿度已达到或超过需要烘烤的湿度界限(按照厂家规定 执行,如果厂家未提供湿度界限值,我司规定此值为 20%RH ),需要对器件进行烘烤后再焊接。 说明:有的公司无湿度指示卡,而是在干燥剂中加蓝色晶体,蓝色晶体受潮后会变红,如果拆封后干燥 剂袋内有晶体已变为红色,则表明器件已受潮,生产前需要烘烤。
MSIL : Moisture-sensitive
的是潮
identification label ,即潮敏标签(见图 1 ),用来指示包装袋内装
湿敏感器件。
警告标签: Caution Label ,即防潮包装袋外含 MSIL ( Moisture Sensitive Identification Label
)符号、 芯片的潮湿敏感等级、芯片存储条件和拆封后最长存放时间、受潮后烘烤条件及包装袋本身密封日期等 信息的标签 ,如图 1:
图 1 潮敏指示卡、潮敏标签、潮敏警告标签示例
注:
引脚镀银器件比较容易硫化,对包装要求比较严,要求在存储时采用双层塑料袋包装,且需采用热压封口以加强密封 作用。最外层塑料袋包装推荐选用气泡袋,防止在运输中袋子被刺穿。
3.1.2 存储条件
仓储存储潮湿敏感器件,存储须满足以下二条之一:
a、保持在有干燥材料的 MBB密封包装(真空或充氮气包装)状态下存储 b、存储在 Mcdry干燥箱内(相对湿度设置 5%RH) 3.1.3 拆封后存放条件及最大时间
表2中器件拆封后最大存放时间一般都是在温度低于 30℃、RH(相对湿度) 小于
60%的 情况下确定的, 但因实际存储环境不能满足该条件, 根据JEDEC 标准及实际情
况, 对我司潮 敏器件的存放按照降额执行,如表 3所示:
MSL 拆封后存放条件及最大时间 (标 准) 拆封后存放条件及最大时间(降 额 1) 无,≤ 85%RH 半年,≤ 30℃ /70%RH 10天,≤ 30℃ /70%RH 72小时,≤ 30℃ /70%RH 36小时,≤ 30℃ /70%RH 24小时,≤ 30℃ /70%RH 12小时,≤ 30℃ /70%RH 拆封后存放条件及最大时间 (降额 2 ) 无,≤ 85%RH 3月,≤ 30℃ /85%RH 7天,≤ 30℃ /85%RH 36小时,≤ 30℃ /85%RH 18小时,≤ 30℃ /85%RH 12小时,≤ 30℃ /85%RH 8小时,≤ 30℃ /85%RH 1 2 2a 3 4 5 5a 无,≤ 85%RH 一年,≤ 30℃ /60%RH 四周,≤ 30℃ /60%RH 一周,≤ 30℃ /60%RH 72小时,≤ 30℃ /60%RH 48小时,≤ 30℃ /60%RH 24小时,≤ 30℃ /60%RH 6 使用前烘烤,烘烤后最大存放时 间按警告标签要求 使用前烘烤,烘烤后在≤ 使用前烘烤,烘烤后在≤ 30℃ 30℃ /70%RH条件下 3小时内完成焊/85%RH条件下 2小时内完成接 拆封后最大存放时间(降额) 焊
注:在 RH ≥85% 的环境条件下,若暴露时间大于 2 小时,则所有 2 级以上(包括 2 级)潮湿敏感器件必须烘 烤再进行焊接。
3.1.4 烘烤技术要求
2 级以上(包括 2 级)潮湿敏感器件,若超过拆封后存放条件及最大时间要求,或
密封 包装下存放时间过长(见警告标签上密封日期及存放条件,如果湿度指示卡指示袋内湿度已 达到或超过需要烘烤的湿度界限)或存放、运输器件造成密封袋破损、漏气使器件受潮,则 要求焊接前必须进行烘烤。
对于受潮器件,要按照厂家原包装袋上警告标签中的烘烤要求进行烘烤,对于厂家没有 相应要求的,可采用以下两个条件之一进行烘烤(已吸湿 IC完全可以烘烤也必须烘烤),高 温烘烤条件见表 4。
封装厚度 潮湿敏感等级 2 2a 烘烤 @110 ±5 ℃ 备注 ≤1.4mm
8小时 烘烤环境湿度≤ 60%RH 注:① 对同一器件,在 110 ± 5℃条件下多次烘烤累计时间须小于 ② 低温烘烤: 在45℃、 RH≤5%条件下烘烤 192小时。
96小时 。
3.1.5 存储和使用注意事项
拆封要求 :
对于潮湿敏感等级为 2级以上(包括 2级)的 SMD器件,拆封时首先查看真空包装内有 无HIC、HIC上显示的受潮程度 , 如果湿度指示卡指示袋内湿度已达到或超过需要烘烤的湿度 界 限,则需要烘烤再上 SMT 生产。 发料要求:
对于需要拆包分料的潮敏器件, 2 级~4 级的要在 1小时内完成并重新干燥保存,
5~6 级的要在 30分钟内完成分料并干燥保存(重新抽真空或置于干燥箱中) , 对于当
天还需分料 的 2级潮敏器件,不做此要求,但每天最后未发完的 2级以上(包括 2级)潮敏器件都必须重 新抽真空或放入干燥箱保存。
仓库发到车间的 2级以上(包括 2 级)的潮湿敏感器件,在分料时一律采用抽真空密封 包装方法发往车间。
潮敏器件未处在密封状态或未存放于干燥状态的时间需要记录在“潮湿敏感元件开封 时间控制标签”上。
用剩器件存放:
为了减少潮敏器件的烘烤,开封后未用完且未受潮的潮敏器件,应立即置于运行中的干
燥箱中或重新进行真空防潮包装保存。
表面镀层为银的器件,在库房发料后剩下部分器件,需要采用两层自粘袋把器件保护好 再放入包装箱中。
潮敏器件开封及使用时的“潮湿敏感元件开封时间控制标签”记录要求: 每个物料的最小包装上面必须贴有涵盖下面内容的标签并据实填写相关内容。 如没有该 标签,则下道工序须拒收。如果一张标签填满则计算该器件剩余可开封时间并将数据填写到 下一张标签上,同时将烘烤记录抄写到下一张表格上。
对同一器件,在 110±5℃条件下多次烘烤累计时间须小于 96小时。 标签模板如下 :
潮湿敏感元件开封时间控制标签
H3C料号: _____________ 潮湿敏感等级: _______________________________________
原始车间寿命: _____________
记录上一标签的剩余时间, 如果此为第一张, 则填 :NA 使用记录 上次剩余时间: 打开时间 封袋时间 暴露时间 可用车间寿命 部门 签名 第次 第次 第次 第次 第次 第次 第次 第次 第次 第次 烘烤记录 开始时间 结束时间 累计烘烤时间 部门 签名 备注 第次 第次 第次 第次 定义说明: 原始车间寿命 :器件开封后按潮敏等级管控及规范降额要求的允许开封暴露时间。 备注: 每个存放或使用单位可以使用各自格式的潮敏器件开封时间控制标签,但需涵盖上面标签的内容。
烘烤要求:
对于已经受潮的 SMD ,进行 SMT生产前,必须进行烘烤;但对于 110 ℃条件下的烘烤 还要注意一些问题: 要确认其内包装 (托盘式、 管式、卷式)是否具有“耐高温”的能力(某 些供应商会在内包装上标明“ HEATPROOF ”字样),否则只能按低温
45℃条件烘烤。另 外在前述两种烘烤条件下,烘烤期间皆不得随意开关烘箱门,以保持
烘箱内干燥环境。
回流焊接要求
SMD 在进行回流焊接时,其一要严格控制温度的变化速率:其升温速率小于 2.5 ℃ / 秒; 其二要严格控制最高温度和高温持续时间(厂家要求),对于每一种器件要满足
各自所规定 的要求。
返修要求
对已受潮的 SMD 进行热风返修时,如果器件需要再利用,拆卸器件前需要对单板进行 烘烤,烘烤条件依据下文描述的 PCBA烘烤要求;如果器件不需要再利用,则返修前不作烘板 要求。但如果返修过程中需要整板加热到 110 ℃以上的,或者返修工作区域周边 5mm以内存 在其他潮敏感器件的,必须根据潮敏等级和存储条件对 PCBA 组件进行预烘烤去湿处理。
3.1.6 存储环境条件 对于存储条件要求按厂家元器件要求进行 (潮敏器件按其要
求进行) ,对于厂家没有要求的, 存储环境条件要求为下表,公司应该每年对库房进行至少一次监测,如果超标寻找污染源并 清除。
相对湿度 温度 ≤80% 0~30℃ 可还原性硫( H2S) 二氧化硫 氯化物(氯化氢 ) 氨气 灰尘
≤0.1mg/m3 ≤0.3mg/m3 ≤ 0.1 g/m3 ≤ 0.1 g/m3 ≤ 20 g/m3 存储条件 3.2 PCB存储及烘烤
PCB潮敏等级默认为三级潮敏元器件 3.2.1 仓储条件要求
温度: 0℃- 30 ℃。
湿度:小于 80%R的H 无腐蚀气体的环境条件下。
印制板采用无色气珠塑料袋真空包装, 且真空包装袋内应附有干燥剂并保证包装紧密。
IQC拆开真空包装检验后, 应拆包后 8小时内采用真空包装的方式将检验合格的 PCB重
新包装, 并做好相应 H3C型号、编码、生产周期等信息的标识;库房发料后剩余的已开包印制板需在
小时内重新真空包装。真空包装时每袋包装数量按下表要求执行:
真空包装时每袋按满足表 6或表 7其中的任何一项,包装数量最少的要求来执行: 真空包装板厚单板数量要求
板厚( mm) 小于等于 1.6mm 大于 1.6mm小于等于 2.5mm 大于 2.5mm小于等于 5mm 表 1 针对板厚的单板数量要求 8
每袋最多包装数量( PCS) 20 10 5 真空包装外形尺寸单板数量要求(注:尺寸需长边、短边同时满足)
每袋最多包装数量外形尺寸( mm) ( PCS) 小于等于 100X150mm 20 大于100X150mm小于等于 10 300X400mm 大于300X400mm小于等于 5 450X600mm 表 2 针对单板外形尺寸的单板数量要求
对于超出表 6、表7范围的PCB板包装均以 1PCS包装,包装时注意板子要平放在箱内,不 允许竖放,避免运输、堆压、取板过程中造成板子变形和损坏板子。
3.2.2 存储期规定
1)PCB的有效存储期:以 Datecode为准,在供方和我司总有效存储时间为 1年。 2)对于超有效存储期的 PCB需重新检验。以 Datecode为准,重新检验合格 PCB
的存储期 可延长 6个月(对同一 PCB,最多允许两次延长存储期,每次检验合格,均可将存储期 延长 6个月);检验不合格的 PCB需报废处理,特殊的,针对“仅有表面处理缺陷的 OSP 板”可联系 PCB厂商进行重工处理(注意: OSP板最多只允许重工两次)。
3)PCB一次送检储存期限:指从物料生产日期 DATE COD时E开始算起所允许的可
存储时 间;PCB二、三次送检存储期限:指分别依照上一次送检时间进行推算所允许的可存储 时间。
4)以Datecode为准,任何 PCB的存储期超过两年则直接报废处理。 5)超有效存储期印制板应依照《 PCB通用检验操作指导书》重新检验。 3.2.3 拿板和运输要求 不能直接用手接触印制电路板,拿取印制板时必须戴上手
套,以防止印制板被汗渍或 油污等污染印制板板面;手持板边,不要碰到焊盘表面,要防止焊盘表面的划伤、擦伤和污 染;尤其是化学镍金和 OSP板。在拿板和操作过程中应轻拿轻放, PCB不能相互搓磨,以免机 械损伤印制板。
已包装好的印制板在运输时应防止日晒、雨淋、受潮、受热、机械损伤和重物堆压。
3.2.4 PCB 上线前的检查和处理
( 1)拆包时必须检查, PCB不允许有包装破损,超存储期以及划伤、起泡、焊盘氧化 等明显外观缺陷;
( 2)对真空包装破损的 PCB上线前必须进行烘板干燥处理 (OSP板和无焊接母板除外) ; (3)对超存储期检验合格的 PCB上线之前无论真空包装是否完好, 都必须烘板处理 (OSP 板只能采用真空烘箱除湿); 烘板按下表要求执行:
烘板温度范围类别 (℃) 高温烘烤 低温烘烤
最小时间( h ) 1.5 3 平均时间( h) 2 6 最长时间( h ) 4 16 设备 对流式烘箱 对流式烘箱 110 70 真空除湿 50 1 2 表3 烘板工艺参数 3 真空烘箱( 1torr ) 3.2.5 生产过程中停留时间规定 生产过程中停留时间包含以下几个方面的内容:
(1)PCB拆包至 SMT前的停留时间; (2)SMT与SMT工序间的停留时间;
(3)SMT至波峰焊工序间停留时间; (4)直接过波峰焊的单板从拆包至波峰焊的停留时间。 表面处理为热风整平和化学镍金的单板生产过程中停留时间的规定如表
环境温度(℃) 20-28 20-28 20-28 20-28
9所示:
相对湿度( RH ) ≤45% 45%<相对湿度≤ 60% 60%<相对湿度≤ 75% 停留时间( h ) 无 ≤48 ≤24 ≤12 >75% 表4 生产过程中停留时间规定 对于超过停留时间规定的单板
必须按如表 8要求进行烘板处理, 烘板结束后停留时间按 表9规定执行。
对OSP板要求拆包至回流焊接、 回流焊接后至补焊之间的停留时间必须严格控制在
24小 时之内。如停留时间超过 24小时,则未贴装元器件的单板换料生产,已贴装元器
件的单板可 以通过提高焊接温度、延长焊接时间进行补焊。
注:对 OSP板,回流焊接后至波峰焊或补焊之间,停留时间必须严格控制在 24 小时之内。
3.2.6 OSP 板的使用要求 在印刷过程中,因印刷不良清洗焊盘的次数不可超过一
次,且清洗力度不要太大,清 洗过后完全吹干,立即印刷焊膏,停留时间不可超过 15分钟。采用 HASL表面处理的 PCB如改 用 OSP表面处理工艺,使用原 HASL板编制的
ICT程序时,需对程序进行调整。
3.2.7 化学镍金板的使用要求 在印刷过程中,因印刷不良清洗焊盘的次数不可超过
两次,且清洗力度不要太大,清 洗过后完全吹干,立即印刷焊膏,停留时间不可超过 15分钟。
3.3 PCBA存储与烘烤
3.3.1 PCBA 存储满足车间环境通用环境即可,无特殊要求 3.3.2 PCBA 烘烤
类别 高温烘烤 低温烘烤 真空除湿 烘板温度范围(℃) 110 70 50 最小时间( h ) 1.5 3 1 平均时间( h) 2 6 2 最长时间( h ) 4 16 3 设备 对流式烘箱 对流式烘箱 真空烘箱( 1torr ) 表 5 PCBA 烘烤时间 对于返修后不再利用的器件,原则上不对 PCBA组件进行烘烤去湿处理,但如果
返修 过程中需要整板加热到 110℃以上的, 或者返修工作区域周边 0.5cm以内存在其他潮敏感器件 的,必须根据潮敏等级和存储条件的要求对 PCBA组件进行预烘烤去湿处理,如果 PCBA含有插 件电解电容,必须对流式烘箱低温烘烤。如果无插件电解电容,可以使用高温烘烤。
对于返修后再利用的潮湿敏感器件,如果采用热风回流、红外等通过器件封装体加热 焊点的返修工艺, 必须根据被返修器件的潮敏等级和存储条件的要求对 PCBA组件进行低温烘 烤;对采用手工烙铁加热焊点的返修工艺,在加热过程得到控制的前提下,无需对潮敏器件 进行预烘烤处理。
3.3.3PCBA和器件返修加热次数的要求
PCBA组件和器件累计返修加热次数要求不同。 PCBA组件同一位号允许的返修加热
次数 不超过 4次;器件允许的返修加热次数不超过 5次。超过返修加热次数的,由于组件和器件的 可靠性急剧下降,不建议再发给客户,但可作试验用途。