集成电路器件的防潮贮存和防静电操作

梁莹

（中国电子科技集团公司第三十四研究所，广西 桂林 541004）

1 概述

随着高密度、高度集成化的集成电路(IC)的应用愈来愈广泛，随之而来的是对它们贮存和接触操作的要求越来越高，这些集成电路易受潮湿和静电的危害，认识这些危害并正确的贮存和接触操作它们是很有必要的。

2 潮湿和静电对集成电路的危害

2.1 受潮集成电路的失效原因和表现

当集成电路朝着高度集成化和廉价化方向发展，塑料封装就成为了一项标准做法。来自潮湿空气中的湿气通过扩散作用渗入到塑料封装材料内部，造成内部电路氧化腐蚀短路，导致器件失效。在回流焊接（SMT）的高温(>2200C)环境时，聚集在器件内部的潮气会迅速变成蒸汽，产生足够的汽压力，将导致器件内部封装裂纹甚至分层。在严重的情况下，裂纹会延伸到器件表面。内部压力引起器件鼓胀和发出“啪啪”的爆裂声。这就是通常所说的“爆米花”现象。在无铅回流焊接的高温(>2300C)环境下，这种情况更加严重。而更为重要的是那些看不见的、潜在的缺陷会溶入到产品中去。

潮湿对器件的危害，已成为一项非常严峻的事情，随着潮湿敏感性元器件使用的增加，诸如薄的密间距元器件(fine-pitch device)和球栅阵列(BGA,ball grid array)，该问题就越严重。

2.2 静电对集成电路的危害

由静电放电引起集成电路的电击穿是静电危害的主要方式。静电放电可能造成器件硬击穿或软击穿。硬击穿使器件性能失效，软击穿是器件受到静电放电损伤后，性能没有明显的下降，但多次累加放电就会形成隐患或导致失效。

静电放电在集成电路生产和应用中的危害越来越严重，造成的经济损失触目惊心。据有关资料统计，美国电子工业部门每年因静电造成的损失高达100亿美元，英国损失为35亿英镑以上。

集成电路技术朝着微细化、高集成化发展，使之对静电放电就越来越敏感。因此静电放电对微电子器件的损伤，造成的影响绝不能低估。

图1 防静电标识

图2 防潮湿标识

3 如何识别集成电路的防潮、防静电要求

对于有防潮、防静电要求的器件外包装都会有防潮、防静电标识，如图1、图2所示。多数的集成电路都同时有防潮、防静电要求。

4 集成电路的安全贮存

4.1 干燥、防静电包装集成电路

1990年出版的IPC-SM-786标准中提出吸水0.11%作为危险域值，当吸水量大于0.11%时，按照干燥的有关规定进行烘烤干燥处理后才能密封包装集成电路。干燥防静电包装是由干燥剂、器件、湿度指示卡一起装入防潮、防静电包装袋里抽真空密封包装。

4.2 使用空气干燥箱贮存集成电路

湿度<10%RH的干燥箱，对于使用频率比较高的，没有密封包装的散装集成电路应放置在空气干燥箱中，箱内的温度和湿度条件应维持在25±50C和<10%RH。箱内可使用氮气或干燥空气。干燥箱应接地。

湿度<5%RH的干燥箱，在防潮、防静电袋中不密封的SMD（表面组装器件）可以存放在维持不大于5%RH的空气干燥箱中。这些空气干燥箱中的储存可以等同看作是在防潮、防静电袋中储存，其储存寿命不受限制。干燥箱应接地。

在干燥的环境中，如相对湿度低于30%时，产生的静电比较强烈，所在干燥箱中取器件时要有防静电措施，必须用真空吸笔或带防静电护腕取器件。

5 集成电路接触过程中的防静电防潮措施

集成电路从库房领出到使用再到剩余器件返还库房，整个过程都要采取严格的防静电防潮措施，减少人工触及器件，减少器件暴露在空气中的时间，SMT生产车间使用完后及时返还，放回干燥柜里。

5.1 与集成电路的接触

集成电路的生产、传递、包装、运输、贮存、使用等各环节都可能产生静电，人与物体之间的摩擦、接触和分离等产生的静电是主要静电源之一。必须采取如下防护措施后才打开集成电路的外包装。

图3 接地方法（图中R为保护电阻，1M）

5.1 只有在确实有必要时，才拆除集成电路的外包装并接触它。在取出需要的器件后马上密封或放回干燥箱里。

5.2 人体静电是微电子器件损伤的主要原因。在接触电子元器件前，必须将身体所带的静电释放干静，通过触摸大地或触摸连接大地的导体。

5.3 操作者必须穿戴带接地线的防静电的鞋、手套，戴防静电的护腕。预防静电的护腕通过lMΩ的电阻与大地相连。

5.4 周围设施：防静电的桌面，带绝缘护罩的地板，接地的桌椅(通过1M电阻接地)。

5.5 预防静电最好的措施就是不让静电在物体表面形成。基于这一考虑，所有可能产生电势的人及设施都采取必要的接地措施，接地方法如图3所示。

5.2 电子元器件的检修

只有采取如下措施后才可对电子元器件进行检修测量：

5.2.1 电子元器件的附近无视频显示装置，如监视器、电视等。

5.2.2 测量装置有可靠的接地，即采取导体保护措施。

5.2.3 如果用可能带有电荷的测量仪器，要将测量头进行放电。

6 结束语

在贮存和接触操作易受潮湿和易受静电危害的集成电路时应做到预防在先，将器件贮存在防潮、防静电袋或干燥柜里，尽量减少器件的暴露时间，尽量减少与器件的接触,控制和消除静电的产生，是保证电子组装产品质量和可靠性的必要手段。

[1]王万禄等.人体静电是微电子器件损伤的主要原因，现代静电科学技术研究 1999，p145.

[2]曹继汉.潮湿敏感器件的使用和管理，2007中国高端SMT学术会议论文集，p735.

[3]陈春棉.电子元器件静电的产生及预防，电器开关 2009，No.2,p69.