Handling, Storage, and Shelf Life of Semiconductor Devices
Handling, Storage, and Shelf Life of Semiconductor Devices
布拉德利·史密斯，
Allegro MicroSystems, LLC
介绍
电子设备有许多封装类型，可以包含半导体（集成电路）、磁铁、电容器和电阻器。本应用说明提供了有关Allegro设备功能和保质期的处理和储存指南。电子设备需要考虑ESD（静电放电）、湿气和污染物的预防措施。
在处理、保质期和储存条件方面，电子设备可能存在几个方面的问题：
- 处理考虑包括静电放电和环境保护。
- 保质期考虑因素包括可焊性、MSL和开口袋地板寿命条件。
- 储存考虑包括适当的包装和环境。
适用文件
下列文件提供了进一步的背景资料和指导，是必读文件。在每个文件中都列出了必须引用的适用文件。
国际标准：
- 非密封固态表面贴装器件的湿度/回流敏感性分类，IPC/JEDEC J-STD-020D.1
- 潮湿/回流敏感表面贴装设备的处理、包装、运输和使用，IPC/JEDEC J-STD-033C
- 处理静电放电敏感（ESDS）装置的要求，杰德克JESD625
Allegro应用说明：
- Soldering Methods for Allegro Products (SMD and Through-Hole)，安26009
- 设备的化学暴露，295047-AN号
- 使用霍尔效应器件设计组件的指南邮编：27703.1-AN
- 使用背偏压霍尔效应器件的引线成形指南邮编：296080-AN
Handling
Allegro产品通常装在密封袋中运输，其中包含磁带和卷盘产品、装在运输管中的装置或圆片罐。这些运输材料抗静电，也可以导电，这取决于产品和配置。客户必须充分了解并充分执行JEDEC JESD625（处理静电放电敏感（ESDS）设备的要求）中详述的ESD预防措施。这包括根据客户来料检验、装配线工位、成品检验和包装区域的配置需要，强制使用ESD手套、接地和ESD保护的台面以及定向空气电离器。
使用胶带和卷筒包装设备时，应以小于等于10 mm/s的速度，以165到180度的角度，从载体底座塑料上取下封盖胶带，以尽量减少静电放电的产生。
Other environmental protections should be used. The protection of product in shipping bags, and after the opening of these bags, should prevent contamination by the ambient environment from dust, corrosive materials, humidity/water, or other chemicals (containing chlorine or phosphates). Specifically, electronic devices should not be handled with bare hands, or exposed to unmasked personnel. Although finger cots can be used, it is important to ensure their proper use and immediate replacement if contaminated (i.e. use sterile technique to prevent transfer contamination from one surface to another). Gloves are a better choice to prevent contamination.
应使用口罩，以防止吐痰和排泄物。也应使用罩衫或长袍。最后，防护鞋是保持清洁工作环境的理想选择。
请注意，Allegro从头到尾在无尘室级环境中使用全副长袍的人员，包括全套头罩、眼罩、面罩、手套、全套西装和靴子。因此，根据Allegro故障分析确定，客户退回的腐蚀零件可能来自客户的装配或最终应用。参见Allegro应用说明，设备的化学暴露, for details.
保质期和地板寿命
表面贴装器件（SMD）和湿度敏感度（MSL）
SMD产品对封装的模塑料内的湿气敏感，并且在经历板焊料回流时，模塑料和引线框架之间可能发生分层。MSL分类（J-STD-020D.1）给出了从MSL 1到MSL 3的每种SMD封装类型的额定值，回流温度为260°C或某些封装的较低温度（如装运箱警告标签所示）。MSL 1分类意味着包装非常坚固，在回流时不易受水分影响；因此，MSL 1的“地板寿命”（零件暴露于环境温度和湿度的时间）是无限的（≤30°C/85%RH）。对于MSL 2零件，地板寿命为1年，温度≤30°C/60%RH，MSL 3为168小时（7天），温度≤30°C/60%RH。
客户只需了解有关地板寿命的MSL 3设备。例如，如果客户仅使用额定MSL 3的部分卷绕产品，而剩余产品暴露在环境温度和湿度下，则必须参考J-STD-033C中的地板寿命表7-1，以确定零件的实际地板寿命。因此，如果回流温度为260°C，则在30°C/60%RH条件下暴露7天是最大地板寿命（J-STD-033C中的所有表格均基于260°C回流，MSL分类也是如此，除非Allegro另有说明）。如果回流温度为245°C，则最大地板会大得多，并且可能是无限的（此时没有所有设备的数据可用）。如果暴露温度低于30°C/60%RH，回流温度为260°C，则地板寿命更大，且在50%RH下无限制。大多数客户使用230°C至245°C（最大）的回流温度，环境温度为25°C，相对湿度为60%至70%，因此无需担心MSL 3设备的地板寿命。
注意，通孔器件和将被焊接、压接或手工焊接的器件不受MSL考虑的影响，因为封装体不超过电路板焊接中的回流温度。
可焊性和长期储存
- 在长期储存后，部件的可焊性，例如替换零件库存或“上次购买”零件，是一些客户所面临的问题。
- Parts are supplied in moisture-barrier bags (MBB) for parts labeled as MSL 2 or MSL 3 and contain desiccant (optional with MSL 1 devices). The MBB offer protection of the units from environmental factors. While this is recommended for parts that are to be reflow-soldered to prevent “popcorn” delamination within the package body, the solderability of the leads is not affected.
- Allegro零件的终端镀有100%锡或镍钯金（NiPdAu）。
- 100%的废料部分受到轻微的水平of oxidation from exposure to humidity and temperature. The levels of oxidation accumulated from such exposure does not affect the solderability quality of the parts, as seen by Allegro standard testing procedure of preconditioning parts for 8 hours with a steam chamber and wetting balance testing, as shown below. See Allegro application note,Soldering Methods for Allegro Products (SMD and Through-Hole)，以获取更多信息。下面的研究表明，镀锡可以在环境中保存10年。
在环境条件下，将零件露天存放在抽屉中长达10年，进行了可焊性研究。包括用8小时蒸汽预处理的样品。所有零件都焊接得很好。这表明在环境条件下长期储存不会影响可焊性，因此在密封袋中储存是足够的。
- 这些润湿平衡曲线显示了浸入SAC 305合金时，在SG封装零件上使用0.5%轻度活化焊剂（带集成背偏磁铁的4针SIP封装）的润湿力与时间的关系。浸泡3秒后，所有试样均表现出良好的最终润湿力（大于0.1mN/mm）。
- 前三条曲线分别是在环境条件下储存5年、6年和10年的原始装置。底部三条曲线分别为暴露于环境条件下4年、9年和10年的8小时蒸汽老化机组。
- NiPdAu零件引线上的金涂层可防止引线在湿度和温度的环境暴露下发生任何氧化或退化，因此保质期是无限的，不需要特别的预防措施。
贮存期
All Allegro packages, whether SMD or not, have a minimum shelf life of 5 years.
对于未开封的包装袋，用带干燥剂的密封MBB包装，SMD的保质期对于MSL 3零件大于5年，对于MSL 1和MSL 2零件不受限制。这假设MBB保持完整；因此，建议使用双层包装进行长期储存。请注意，MSL 1零件实际上不需要MBB，但建议长期存放。
As previously noted, solderability is not affected by storage up to 10 years.
模具或晶圆在MBB中的储存时间也超过5年，对于超过5年的储存时间，建议采用双层包装。建议的环境储存条件通常为<25°C和<60%RH。