Circuitos integrados con humedad o sensibilidad a la humedad: recomendaciones de horneado

Recientemente compré algunos circuitos integrados que incluían algo que no había visto antes: un "sensor" de humedad en una tira de papel con indicadores de color para algunos niveles específicos de humedad. Una vez que el papel alcanza un nivel de humedad determinado, el color del papel cambia de color. Si se alcanza ese nivel, se recomienda hornear el IC.

Esto genera dos preguntas para las que aún no he encontrado respuestas:

1.) Rara vez, si es que alguna vez, he tenido problemas con circuitos integrados estáticos/ESD. Los fabricantes de chips son, con razón, muy cautelosos con respecto a ESD cuando envían sus productos. Aquí en ee.stack he visto discusiones sobre ESD con la mayoría de las respuestas acercándose, "no te preocupes tanto por eso". ¿Es este un escenario similar, donde podría ignorar las advertencias y aún tener un IC en funcionamiento sin hornear el IC después de alcanzar el nivel de humedad recomendado?

2.) Suponiendo que deba preocuparme por eso: después de construir mi producto, ¿debo preocuparme por los impactos de estas pequeñas cantidades de humedad en el IC? En otras palabras, ¿necesito usar una carcasa resistente a la humedad en el estuche de mi producto para controlar la humedad (esto es algo que podría usarse en varios climas)?

Gracias por adelantado.

Respuestas (3)

La principal preocupación es que el empaque de plástico alrededor de las papas absorbe agua. Cuando vas a refluir esa parte en una tabla, esa agua hierve y se expande. Con esa expansión, se forman burbujas dentro del plástico, lo que puede causar que el paquete se deforme e incluso dañe las conexiones internas. Los efectos externos visibles se denominan "popcorning".

Esta sensibilidad a la humedad se clasifica como niveles de sensibilidad a la humedad (MSL). Cada parte puede clasificarse según la rapidez con la que absorbe la humedad. Los números más altos indican una mayor sensibilidad, ya que las piezas MSL 6 siempre requieren un horneado antes de su uso. La mayoría de las piezas que he visto son MSL 5/5a, en las que hay un período de exposición de 48 a 24 horas antes de requerir un horneado. Las mejores prácticas serían abrir la bolsa de piezas en una pieza sensible a la humedad justo antes del montaje; y luego vuelva a sellar la bolsa después de quitar la pieza. Busque los niveles de sensibilidad a la humedad para obtener más información.

Mi preocupación personal sobre MSL es proporcional a la cantidad de placas que estoy fabricando, así como al costo de la pieza. Sin embargo, para placas únicas, es bastante simple abrir la bolsa de piezas cuando esté listo para usarla. Las líneas de producción deben realizar un seguimiento de las horas que una bolsa de piezas está abierta y deben hornear la pieza según sea necesario. La formación de palomitas de maíz es más probable que aparezca en un proceso de reflujo y, en particular, en procesos de reflujo a alta temperatura (p. ej., soldadura sin plomo).

Dado que la sensibilidad a la humedad solo está relacionada con el aspecto de fabricación, no es necesario que se preocupe una vez que la parte sensible a la humedad esté unida a la placa de circuito impreso. La única excepción es en el caso de que desee quitar la parte sensible a la humedad del tablero después de haber estado en el campo; y desea que la pieza esté en buenas condiciones después. En ese caso, es posible que deba hornear la placa antes de desoldar la pieza.

La página 3 de este documento tiene imágenes de efectos de palomitas de maíz, así como una tabla de los diferentes requisitos de MSL.

Al volver a sellar la bolsa, agregue un paquete nuevo de desecante. Asegúrese de que también haya una tarjeta de humedad allí. Además, algunas piezas tienen requisitos implícitos de MSL, ya que especifican el perfil de temperatura de reflujo de forma explícita e incluyen un período de horneado de varias horas. Finalmente, el otro lugar donde la humedad puede ser un problema es en el revestimiento de pines. IIRC, el moderno revestimiento de pines "flash de estaño" sin plomo o similar podría corroerse si se deja en el aire demasiado tiempo. En cuanto a quitar una pieza de un tablero, depende del método. Las técnicas comunes de aire caliente necesitarán horneado, pero las puntas de soldador no.
W5VO, el enlace que proporcionó es especialmente útil: parece que hay ocasiones en las que el efecto de palomitas de maíz puede no ser visible de inmediato. Estaré atenta - gracias!
¿Alguna posibilidad de que puedas actualizar ese enlace W5VO? Gracias.

Analog Devices muy bien incluye la siguiente etiqueta en sus cajas:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Eso prácticamente lo resume todo.

Precaución: partes sensibles a la humedad incluidas

Si estas muestras van a someterse a reflujo de soldadura o procesos de alta temperatura, deben hornearse durante 24 horas a 125 grados centígrados antes del montaje en placa. El incumplimiento puede resultar en grietas y/o delaminación de interfaces críticas dentro del paquete.

Consulte IPC/JEDEC J-STD-033 para obtener información adicional

Nota: Todos los materiales de producción se entregarán empaquetados en seco según este estándar JEDEC.

El estándar JEDEC se puede encontrar aquí: http://www.surfacemountprocess.com/uploads/5/4/1/9/54196839/j-std-033b01.pdf

Como (todavía) no hago nada más que soldar a mano, no he tenido que hornear nada. Sin embargo, no me gusta mi factura de electricidad después de hornear algo durante 24 horas...

Las partes que mencioné son de TI y no tienen un mensaje tan detallado en el empaque; esto se habría aclarado un poco. Gracias por compartirlo Majenko.

Solo debe preocuparse por la humedad en los circuitos integrados al soldar por reflujo, ya que puede provocar que el paquete se agriete. Si los está soldando a mano, no importa. No afecta el funcionamiento una vez ensamblada la placa.

Bueno, para este lote, parece que iré por la ruta de la soldadura manual. La próxima ronda, usaré un horno de reflujo. ¡Gracias León!
Supongo que esto también se aplica cuando se usa una pistola de aire caliente con soldadura manual, ya que la temperatura puede subir hasta las temperaturas de reflujo...