【干货】SMT芯片爆米花现象及解决方法，一步步助你成为SMT工艺大咖！

                                                                                                   





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一什么是爆米花效应
爆米花现象，其实是湿敏器件在受潮后，经过高温热处理环节(回流焊、波峰焊等），就会导致器件内部潮气气化，进而导致器件膨胀，撑开塑封胶体或基板。并且在冷却过程中，由于器件部内材料热胀冷缩速率不一致，进而造成内部材料出现裂纹。


二爆米花现象发生的原理



三爆米花现象发生后果





四爆米花现象案例
案例118年5 月下旬生产A方案试产出现 CPU(BGA 封装) 锡球连锡问题，生产 339pcs，不良21pcs，不良率 6.2%现场情况：客户试产500台样机，来料A20不足一个标准包，因此没有真空包装。客户在上线前没有进行高温烘烤。分析实验：通过超声波扫描(SAT）发现不良样片出现分层现象8通过切片显微分析发现晶圆与基板出现巨大的Crack，导致基板被严重挤压变形。导致Reflow时压迫基板以下的锡球，导致短路发生。

案例2S公司生产A芯片时出现3.9%的虚焊不良，但返修工人拆除A芯片后，发现损坏。现场情况：PCBA返修前没有经过烘烤，A芯片拆卸时使用风枪温度达500℃。分析原因：通过超声波扫描(SAT）发现不良样片出现分层现象8通过DE-CAP实验发现Wirebond焊点出现球脱现象。造成IO出现开路，引起A20出现不可逆的损坏。


五爆米花现象预防






IC类物料的使用及存储规范有关术语和定义HIC: Humidity Indicator Card      湿度指示卡                     MBB: Moisture Barrier Bag         防潮袋Desiccant                                   干燥剂Active Desiccant                         活性干燥剂Floor Life                                    允许暴露时间Shelf Life                                     存储期限MSL: Moisture Sensitivity Level  潮湿敏感等级RH%:Relative Humidity               相对湿度Bar Code Label                            条形码标签      
来料检查   MSD 元件来料时须检查是否防潮包装检查封袋日期和保存期限检查防潮袋是否封装严密,无开口,破裂现象; 袋上是否有MSD警示标签; 袋内是否有干燥剂和湿度指示卡,开袋抽样检查时,开口应在袋的边缘原封装旁边; 暴露时间控制在30分钟内;打开MBB须立即读HIC.若5%值紅色10%值不是蓝色,則須重焗或联系供应商处理.
湿敏等级装袋前干燥防潮袋干燥剂標貼1可选择可选择可选择可选择2可选择需要需要需要2a-5a需要需要需要需要6可选择可选择可选择需要干燥包裝  湿度等級2a至5a物料放入防潮袋之前須進行干燥Ø干燥包裝:防潮袋,干燥剂,濕度指示卡,標貼紙        防潮袋: 须符合 MIL-PRF-81705, TYPE I,        干燥剂:须符合MIL-D-3464, TYPE II,        濕度指示卡:须符合MIL-1-8835, 有 5%RH, 10%RH & 15%示值        標貼紙: MSID Label 和 Caution Label specified by JEDECJEP113
HIC:湿度指示卡    一种涂有潮湿感应化学元素的卡片，当相对湿度超出范围时，该卡片会由蓝色转变为粉红色或浅色。图示为湿度指示卡样本。HIC须符合MIL-I-8835规范, 且有5% RH, 10% RH, 15% RH 3个示值



湿敏等级MSL和允许暴露时间湿敏等级允许暴露时间 (at ≤30°C/60%)1没有限制21年2a4周3168小时472小时548小时5a24小时6使用前,一定要烤存储时限未开封的湿敏元器件存储环境 小于40°C/90%RH，在此环境下，存储期限为12个月。  开封的湿敏元器件存放环境 小于30°C/60%RH ，存放时间参见不同MSL的最大允许暴露时间
如何判断湿敏元件是否受潮？1.存储时间(Shelf Life)大于12月2.到达最大暴露时间(Floor Life)3.HIC达到10%RH或15%RH4.无法追踪和判断元件的状态
干燥方法参照IPCJEDECJ-STD-033B.1，MSD湿敏器件干燥方法有:
1. 150℃高温烘干2. 125℃高温烘干3. 40～90℃；≤5%RH中温超低湿烘干4. 常温超低湿干燥 以上干燥方法粗略比较如下： 1. 150℃高温烘干虽然耗时最短，但对器件损伤大，氧化速度也最快；2. 125℃烘干时间较短，但也存在类似150℃的问题；3. 40～90℃，5%RH对器件几乎没有损伤，且氧化情况也可以被忽略，同时适合不耐高温的MSD（如卷、管状料等），4. 传统的常温干燥箱由于所需时间长，一般用于保存，不用于烘干。综上所述，40～90℃；≤5%RH方式弥补了传统高温烘干的不足，保证了器件品质，所以该方式越来越被采纳。
干燥烘烤时间湿敏等级盘装料(在125C)盘装料(在90C  <5% RH)卷,管支装料(在40C  <5% RH)
2a21小时3天29天327小时4天37天434小时5天47天540小时6天57天5a48小时8天59天6按制造商建议按制造商建议按制造商建议烘烤注意事项

   1.高温烘烤应确保包装材料经得起125℃ 的高温。   2.烘烤次数应小于最大烘烤次数。             Level 2a:    3次             Level3-5:   2次             Level5a:    1次   3.烘烤温度为125+ -5℃时，烘烤累计时间最多不得超过48hrs。  4.如果烘箱在中途打开，应确保在1小时内恢复到原来设定状态



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