电子元器件烘干除潮中工艺问题及解决工艺措施

一、 电子元器件为何要烘干除潮？

电子元器件焊接装配前必须烘干除潮原因：

1. 塑封元器件：湿度对塑封元器件的影响是一个复杂的多因素问题，涉及材料科学、封装工艺和环境适应性的综合作用。虽然塑封材料（如环氧树脂）有一定疏水性，但长期暴露于高湿环境（>60% RH）时，水分也会通过扩散或毛细作用渗入内部，与金属部件（键合线、焊盘等）发生电化学腐蚀，产生金属氧化导致接触电阻升高、信号失真，甚至断路失效。例如，铝键合线腐蚀生成氧化铝绝缘层，造成开路等影响；

2. 分层与开裂（Delamination & Cracking）：

①吸湿后塑封材料膨胀（吸湿膨胀系数差异），与芯片/基板的热膨胀系数（CTE）不匹配，在温度循环时产生剪切应力。未烘干的元件在焊接高温（240-260°C）下，或通电工作过程时内部水分汽化形成高压蒸汽，导致封装体分层或爆裂，产生爆米花效应；
②电子元器件烘干及焊接过程中，如未进行适当的梯度升温控制易形成快速的高温冲击，陶瓷、玻璃釉封装器件金属与非金属接触部位易因不同材质热失配产生微裂纹，空气中湿气或采用缩合型（吸湿固化）硅胶点胶固化过程中水分子通过裂纹进入器件内部，如不及时进行烘干除潮、三防防护封闭微裂纹，内部金属材料易因潮湿产生湿腐蚀现象（二年左右阻值、容值明显出现变化，严重的产生断路现象）；空气环境中硫等物质经密封裂纹（损伤）进入与器件内部金属进而发生硫化银腐蚀，该现象往往在四年后逐渐显现出PCBA组件数据漂移或功能失效等故障，此二种故障滞后现象（隐性缺陷）对整机危害性巨大，损失往往是批次性的；
3.随着电子器件向高集成、小型化发展，线路日益密集，在电子行业制造过程中受潮器件在加温焊接过程中焊料飞溅造成短路，要求器件焊接（手工、再留焊、波峰焊）前必须要进行器件除湿烘干处理。尤其BGA、QFP等隐藏焊点或密间距器件，将因无法返修而报废；

4.电化学迁移（Electrochemical Migration）：湿气作为电解质，在金属电极间电场作用下，金属离子迁移形成导电枝晶（如银迁移），引发短路漏电，严重时直接短路烧毁；

5.材料性能退化：塑封材料吸水后玻璃化转变温度（Tg）降低，机械强度下降，引发变形，产生吸湿塑化；在湿热环境下，环氧树脂中的酯键水解，导致材料脆化、开裂，丧失保护功能，产生水解反应。常见的现象是LED在湿热环境中发黄或微裂、光亮衰减。
湿度对电子产品的影响不可忽视！电子组件焊接前、焊接清洗后及三防涂敷前后均需要按标准、工艺要求进行安全烘干处理。

二、静电敏感元器件烘干除潮工序中如何静电防护？

静电放电对电子产品的损伤具有隐蔽性、潜在性、（损伤的）随机性和（失效分析）复杂性等特点，在芯片微组装、SMT、电子制造车间、危险化工品、火工品仓库等根据标准及工艺要求必须采取有效的静电防护措施。PCB裸板及电子元器件上线焊接前要求烘干除潮、PCBA组件清洗及三防漆涂敷后均需要烘干，但目前市场烘干设备均为普通烘干箱，不具备静电防护功能。一旦发生静电击穿其隐形损伤一般从外观上或现阶段无法直接发现，除在测试阶段出现功能丧失外，更严重的是在产品性能使用过程内振动或温度变化条件时的性能降低，产品可靠性无法保障。

对于静电敏感芯片或对器件可靠性要求高的重要产品为防止在制造过程中静电敏感器件的静电损伤，则从器件存贮、转运、烘干、成型、焊接、检测等全过程实现静电防护，铠德科技ESD智能分屉式实验烘箱则是其中元器件上线焊接前烘干除潮工序中重要的烘干静电防护设备！该型设备采用双静电防护通，即采用“整机保阻硬接地+软接地”结合的方式。其中软接地采用石墨烯耐高温耗散性导电材料制成，粘接强度高；软硬接地并联设计，这样的设计结构无论器件取放还是设备工作过程通断瞬间及设备移动过程中均能保证设备中静电的安全泄放，符合GJB3007-97以及欧盟EN61340防静电标准，确保静电敏感产品烘干全过程的静电防护安全、可靠。