Чому інтегральні схеми потрібно випікати (у духовці) перед тим, як використовувати їх на прототипі?

Чому інтегральні схеми, здебільшого QFN, повинні бути поміщені в духовку на годину або близько того, перш ніж використовуватись на прототипі? Це якимось чином покращити захист ІМС від ШОЕ чи просто спосіб стимулювання кремнію?

Я бачив, як цей процес робиться в компанії, що займається розробкою ІС.

Вони, як правило, не роблять. IPC / JEDEC J-STD-20 забезпечує класифікацію рівня вологостійкості:

• MSL 6 - Обов’язково випікайте перед використанням
• MSL 5A - 24 години
• MSL 5 - 48 годин
• MSL 4 - 72 години
• MSL 3 - 168 годин
• MSL 2A - 4 тижні
• MSL 2 - 1 рік
• MSL 1 - необмежено

де перераховані часи - це компонент "термін служби підлоги з сумки". Якщо компонент чутливий до вологи, він буде поставлений у міченому герметичному антистатичному пакетику із смужкою індикатора вологи та осушувачем. Це явище не характерне лише для QFN. Цей конкретний приклад - етикетка на сумці з білими світлодіодами PLCC. Я також недавно бачив це на DFN, MSOP та TSSOP.

Частини вимагають випічки лише у тому випадку, якщо вони вийшли з пакетика поза терміном експлуатації підлоги, або якщо смужка індикатора вологості вказує на перевищення необхідної вологості.

У цьому випадку, оскільки мої деталі - це MSL4, з моменту відкриття сумки у них було 72 години, щоб пропустити їх через духовку із заправкою без запікання. Якби індикаторна смужка вийшла з мішка, як показано на малюнку, деталі потрібно було б випікати до того, як їх розтопити.

Загалом, причина випікання компонента полягає в тому, щоб обережно видалити всю вологу з пластикової частини компонента. Коли компонент SMT проходить через духовку, що перегрівається, температура компонента (очевидно) підвищується дуже швидко, внаслідок чого вся волога всередині перетворюється на пару. Таке розширення водяної пари може розламати компонент, що призведе до непридатності або каліки.

Як зазначено у відповіді Метта, деякі компоненти чутливіші до поглинання вологи, ніж інші. Після того, як компоненти поглинають занадто багато вологи, це дуже виснажливий процес видалення вологи, зазвичай потрібен 24 години і більше в спеціальній машині для випічки. Деякі з цих машин випікають деталі у вакуумній камері тощо.

Однак, якщо ви просто ручні пайки-прототипи, хвилюватися нема про що. Корпус компонента не нагріється досить, щоб випаровувати вологу всередині. На жаль, багато ІС, які потребують випічки, - це QFN, BGA та інші компоненти, які не можуть бути належним чином паяні.

Цікаво, наскільки насправді можливий збій.

Я ІР поповнив декілька дощок, які сидять довгі роки (через проблеми з BGA), використовуючи профіль без свинцю (висока температура). Мінімальний попередній підігрів. Я не бачив жодної із сотень частин, що розбиваються відкритими, як вихідні на барбекю.

Це не означає, що не слід виконувати вказівки виробника до листа про товари для загального споживання (особливо, якщо ви знаходитесь в аерокосмічній або медичній галузі), але для ранніх інженерних прототипів, які ніколи не покинуть будівлю (і, звичайно, не є частиною системи якості ISO) це може бути не зовсім важливо.

Під час свого останнього замовлення я помітив, що мій дистриб'ютор електроніки дійсно активізував свою гру з чутливими до вологи грою. Чутливі деталі поставляються в герметичних пакетах, разом з пакетами для висушування та папером, що визначають вологу, та інструкціями пекти, якщо вони занадто вологі.

Я розумію, чому ви можете обережно випікати перед тим, як запаяти паяльник в набагато більш агресивній духовці: інакше вода, що потрапила, може занадто швидко закипіти всередині деталі, пошкодивши її. Я б не робив це за дошку.