prevent microcracks

icパッケージのマイクロクラック防止

TOPMcDryとはマイクロクラック防止
  • msl部品のクラック防止

    icパッケージやledなどのmsl(moisture sensitive level)部品は、湿度の高い環境で保管されると樹脂内部に水分を吸収します。
    この状態でリフロー加熱(約270℃)を行うと、樹脂内部やダイパッド部に吸着された水分が瞬時に蒸気化し急激に膨張し、樹脂とリードフレームやチップ界面に強い応力が集中することで、ほぼ100%の確率でマイクロクラック(ポップコーンクラック/パッケージクラック)が発生します。

    これを防止するために、防湿包装から取り出したicパッケージは、速やかにマックドライの超低湿ドライボックスに収納することで、フロワーライフ(使用期限)を無期限に延長できます。
    ※尚上記icパッケージのフロワーライフとドライボックス管理については、ipc-jedec-j-std-033dにより管理基準値が決められており、mcdryはこの基準に準拠しています。

    通常保管

    保管時に待機中の水分が
    パッケージ内に拡散

    通常保管
    リフロー工程
    1. リフロー加熱の水蒸気圧力で
      ダイパットと樹脂の海面剥離

      リフロー工程
    2. さらに熱することで
      水蒸気が膨張し
      パッケージが膨れる

      さらに熱することで水蒸気が膨張しパッケージが膨れる
    3. 膨張した水蒸気により
      パッケージが破壊され、
      水蒸気が外部に放出される

      膨張した水蒸気によりパッケージが破壊され、水蒸気が外部に放出される
  • icパッケージの吸湿・脱湿データ

    クラック発生領域 注意領域 安全領域 ICパッケージの吸湿・脱湿データのグラフ
    • 測定条件
      pbga試料

      試 料:pbga

      寸 法:25mm×25mm×t1.8mm

      前処理:+125℃で24時間ベーキング処理

    • 工程
      • 加 湿:周囲環境+30℃ 85%rh中に25時間放置
        (恒温恒湿室を使用)
      • 脱 湿:湿度5%rhのドライボックスに保管
      • ベーキング処理後5%rhのドライボックスに保管
         (新ipc/jedec j-std-033dによるドライボックス5%rh保管例)
  • 湿度5%rh以下のドライボックスによるicパッケージの防湿管理

    ipc/jedecによる湿度5%rh以下の防湿包装開封後・実装残のICパッケージをドライボックスに保管すれば、下図の曲線②のようにICパッケージが大気中から吸収した水分を脱湿するので、フロワーライフのストップやリセットが出来ます。

    フロワーライフのリセット例
    • 測定条件
      pbga試料

      試 料:pbga

      寸 法:25mm×25mm×t1.4mm

      前処理:+125℃で24時間ベーキング処理

      QFP試料

      試 料:QFP

      寸 法:10mm×10mm×t1.4mm

      前処理:+125℃で24時間ベーキング処理

    • 工程
      • 加 湿:周囲環境+30℃ 60%rh中に12時間放置
        (恒温恒湿室を使用)
      • 脱 湿:湿度3%rhのドライボックスに保管
      • ベーキング処理後3%rhのドライボックスに保管
         (新ipc/jedec j-std-033dによるドライボックス3%rh保管例)
  • 湿度5%rh以下のドライボックスの運用方法(ipc/jedec)

    テープリール品のICパッケージは、トレイ品と違って小分けできないので、フロワーライフの残時間のチェックが必要となります。
    ドライボックスからの出し時間と戻り時間から、フロワーライフの残時間を管理してください。又、弊社ではフィーダーにテープリールを取付けたまま湿度5%rh以下で保管できる専用のフィーダー保管庫も製作しておりますので、ぜひ御検討ください。

    下記の様な専用フィーダー保管庫を使用すればテープリールの取りはずし、及び取付けの手間が省け、icパッケージのポロ落ちも無くなり、コストダウンが計れます。特に工程の組換えの多い作業現場ではテープリールをフィーダーに取付たまま低湿度で保管できますので、次の工程時ジャストインタイムでマウンターにフィーダーをセットできます。

    防湿包装トレイ
    防湿包装トレイ

    icパッケージの大半は防湿包装されたトレイに収納されています。
    そのため、防湿包装開封後必要分のみマウンターにトレイをセットして実装します。

    余ったicパッケージはトレイに入れたまま湿度5%rh以下のドライボックスに保管して、フロワーライフを無期限にしてください。

    テープリール品のicパッケージ
    テープリール品のicパッケージ

    フィーダーから取りはずして、テープリールのみ湿度5%rh以下のドライボックスの棚板上にリールラックをセットして保管してください。
    また、フィーダーにテープリールを取付けたままドライボックスに保管する場合は、棚板上にクッション等を敷いてその上にテープリール付きフィーダーを寝かせて保管してください。