Наш опыт показывает, что сухие шкафы, поддерживающие температуру 25°C и относительную влажность 0% с азотом или без него, хорошо подходят для длительного хранения пригодных для пайки компонентов, если они еще, конечно, потом будут пригодны для пайки.
Terry Munson, President/Senior Technical Consultant, Foresite
Большинство производителей поставляют свою продукцию с уровнем чувствительности к влажности (MSL) > 1 в влагозащитной упаковке (MMB), содержащей влагопоглотитель, поддерживающий влажность около нуля, и карту индикатора влажности (HIC), подтверждающую это. Этот запечатанный MMB годен только в течение года, если производитель не указывает иное.
Таким образом, согласно J-STD-033, лучшая среда для хранения компонентов в течение длительного периода времени — это те же базовые условия, что и для MMB: <5% относительной влажности. Это лучший способ остановить впитывание влаги, контактную коррозию и исключить необходимость сушки деталей перед использованием.
Остается только доказать, что эти условия действительно сохранялись на протяжении всех 10 лет! Именно здесь система мониторинга относительной влажности и температуры среды хранения имеет решающее значение для подтверждения соответствия J-STD-033. Без данных, подтверждающих соответствие требуемым уровням относительной влажности в вашей системе хранения, вам придется проводить сушку детали перед использованием, что может усилить коррозию и возможное повреждение компонентов.
Paul Austen, Senior Project Engineer, Electronic Controls Design Inc
Как OEM-производитель для аэрокосмической и оборонной промышленности, мы предъявляем те же требования для долгосрочного хранения как и для краткосрочного. Для их удовлетворения внедрили протоколы LTS (долговременного хранения). Ниже приведены возможные риски долгосрочного хранения электронных компонентов:
- Окисление свинцовых покрытий ухудшает паяемость.
- Рост IMC (интерметаллических соединений) на поверхности ухудшает паяемость.
- Для поглощения влаги требуется предварительное нагревание, что сопряжено с дополнительным риском согласно (1) и (2).
Снижение рисков (1) и (3) может быть достигнуто путем исключения кислорода и влаги. Герметичный пакет MBB (влагозащитный мешок), продутый азотом, с соответствующим количеством влагопоглотителя, вложенным в соответствии с J-STD-033, будет в рабочеспособном состоянии примерно в течение трех лет. Время полностью зависит от качества пакета (проницаемости) и качества запечатывания. Вместо периодической повторной упаковки храните МББ в сухом, продуваемом азотом шкафу, что позволит вам поддерживать сухую, бескислородную среду внутри МББ в течение неопределенного долгого времени.
Снижение риска (2) не достигается за счет исключения кислорода и/или влаги. Единственный способ замедлить рост ИМК — хранить детали при низких температурах, но это не рекомендуется. Большинство хороших покрытий компонентов при выдержке при температуре 20°C в течение 10 лет не должны ухудшаться до такой степени, чтобы терять паяемость.
Fritz Byle, Process Engineer, Astronautics
Мой первый вопрос: «А зачем хранить компоненты 10 лет»? Предполагаю, что это требование потребителя, но, учитывая устаревание всего и вся, это, похоже, слишком «долгое» требование.
Правильный метод долгосрочного хранения следующий:
- Перед упаковкой убедитесь, что все компоненты и устройства максимально защищены от влаги и хранятся в сухом виде.
- Используйте мешок MVB подходящего размера, паронепроницаемый. Не экономьте на расходах.
- Упаковка должна быть высшего качества, из толстого материала, какую только сможете достать. Рекомендуемая толщина 6,5 мил.
- Перед запечатыванием должна быть продувка N2 , что важно для удаления как можно большего количества O2 .
- Используйте пакет с влагопоглотителем, соответствующий размеру общего объема упаковываемых устройств.
- Поместите карту влажности, чтобы определить в дальнейшем, не было ли нарушения герметичности. Убедитесь, что карту можно прочитать после запечатывания.
- Вакуумируйте при максимально возможной мощности.
- Применяйте термосварку.
- Проверьте качество запечатывания.
Jerry Karp, President JSK Associates
Сохранение паяемости в течение столь длительного периода времени потребует устранения двух основных причин ухудшения качества покрытий:
- Окисление или коррозию поверхности можно свести к минимуму путем хранения в азоте или, альтернативно, в герметичном влагонепроницаемом пакете.
- Диффузия и интерметаллидный рост между покрытиями и подложками также могут вызывать проблемы с паяемостью и ускоряются с увеличением температуры и времени. Поэтому хранение при низкой температуре будет преимуществом. Возможно, предпочтительным вариантом будет сочетание хранения при низкой температуре во влагонепроницаемом герметичном пакете.
Bryan Kerr, Principal Engineer — CMA Lab, BAE Systems
Хранение компонентов в течение длительного периода времени основано на требованиях J-Std-033.
В этом документе указано время выдержки, особенно для компонентов SMT, которые должны использоваться после определенного периода хранения.
Раздел 5.3 «Безопасное хранение» определяется как сухие упаковки SMD, хранящиеся в условиях контролируемой влажности, так что счетчик срока службы остается на нуле. Приемлемые условия безопасного хранения для упаковок SMD, классифицированных как уровни 2–5a, перечислены ниже.
5.3.1 Сухая упаковка
Упаковки SMD в неповрежденных МББ, хранящиеся в соответствии с 3.3, должны иметь расчетный срок хранения не менее 12 месяцев с даты запечатывания мешка, указанной на предупредительной этикетке или этикетке со штрих-кодом.
5.3.2 Срок годности
Минимальный расчетный срок годности составляет 12 месяцев с даты запечатывания пакета. Если фактический срок хранения превысил 12 месяцев, но менее 2 лет с даты запечатывания и карта индикатора влажности (HIC) (см. 5.5.1) указывает на то, что предварительная сушка не требуется, то можно безопасно паять компоненты согласно инструкции по рейтингу MSL. Хотя и непредвиденно, но на общий срок годности компонентов могут повлиять и другие факторы, помимо чувствительности к влаге. Примечание. Карта HIC (карта индикатора влажности), постоянно запечатанная в MBB, обычно имеет точность не менее 2 лет.
5.3.3 Шкаф с сухой атмосферой
Шкафы для хранения, в которых поддерживается низкая влажность путем продувки сухим воздухом или азотом при температуре 25 +/- 5 C. Шкафы должны быть способны восстанавливаться до заявленного уровня влажности в течение одного часа после обычных отклонений, таких как открытие/закрытие дверей.
5.3.3.1 Сухой шкаф при относительной влажности 10%
Упаковки SMD, не запечатанные в MBB, могут быть помещены в шкаф с сухой атмосферой, в котором поддерживается относительная влажность не более 10%. Эти сухие шкафы не следует считать MBB. Хранение упаковок SMD в этих сухих шкафах должно быть ограничено максимальным временем, указанным в Таблице 7-1. Если лимит времени превышен, их следует просушить в соответствии с Таблицей 4-2, чтобы восстановить срок службы.
5.3.3.2 Сухой шкаф при относительной влажности 5%
Упаковки SMD, не запечатанные в MBB, могут быть помещены в шкаф с сухой атмосферой, в котором поддерживается относительная влажность не более 5%. Хранение в таких сухих шкафах можно считать эквивалентным хранению в сухой упаковке с неограниченным сроком годности.
Таким образом, в 5.3.3.2 предполагается, что хранение в среде с относительной влажностью менее 5% можно рассматривать как хранение в сухой упаковке с неограниченным сроком годности.
Однако важно помнить, что это связано с удержанием влаги внутри компонента. Мы также должны быть обеспокоены паяемостью выводов компонентов, на которую могут влиять два фактора: один из них — это рост интерметаллического слоя из-за диффузии в твердом состоянии, а второй — из-за загрязнений, осаждающихся на поверхности выводов компонента. Поэтому было бы выгодно хранить устройства при температуре ниже 30°C [86F].
Leo Lambert, Vice President, Technical Director, EPTAC Corporation
Ключевым моментом является сохранение паяемости и предотвращение попадания влаги. Хотя удалить влагу относительно легко путем предварительной сушки, с увеличением окисления справиться труднее. Более сильное окисление, вызванное воздействием воздуха в течение многих лет, может позже потребовать использования более активных флюсовых систем.
В некоторых случаях использование более сильного флюса не допускается. Поэтому сохранение паяемости и снижение окисления имеет решающее значение. Окисление можно уменьшить, используя вакуумную упаковку или продувая азотом перед запечатыванием в пластиковые пакеты с низкой проницаемостью. Используемые пластиковые пакеты должны ограничивать доступ воздуха и влаги.
Что касается среды хранения, она не должна содержать окислителей, не содержать серосодержащего картона, иметь низкую влажность 20% или менее и иметь комнатную температуру или ниже в диапазоне 60-70°F.
Peter Biocca, Senior Market Development Engineer, Kester
По материалам с портала www.circuitinsight.com. Еще статьи по теме монтажа и изготовления печатных плат: