Une grande avancée dans le séchage doux et sécurisé des MSD

Lorsque l’absorption d’humidité dépasse le seuil critique, il y aura un défaut technique typique au cours du processus de brasage en relation avec la dissipation de la vapeur d’eau qui aura été absorbée.

Ceci comprend des délaminations internes du matériau enrobant le semi-conducteur, une détérioration du bonding ou un décollement de la puce, voir même du popcorning. Le contrôle de l’humidité est une tâche importante pour l’ensemble de la chaîne logistique mais historiquement le problème était confié au niveau de l’assemblage final et souvent après que des défauts soient apparus.

Au cours du temps, les étuves sont devenues des pièces essentielles pour de nombreuses lignes de production. Cependant de plus en plus d’industriels dans les secteurs automobile, avionique, médical et télécoms ne sont plus satisfaits par cette approche. Ils exigent maintenant une gestion interne des MSD intégrant aussi les fabricants de composants et les distributeurs. En fait, une attitude similaire à celle qui est appliquée pour la protection contre les ESD.

 

 

Tous les composants de  niveau MSL 2a à 5a peuvent être stockés de façon sûre et pour un temps illimité selon la norme IPC/JEDEC-J-STD-033B.1 dans une atmosphère qui contiendrait moins de 1,9g/m³ de vapeur d’eau. De plus si la déshumidification de l’air ambiant augmente, la différence de pression de vapeur sera suffisamment élevée pour que les molécules d’eau à l’intérieur des composants puissent vaincre leurs forces d’attraction et s’échapper permettant ainsi un phénomène de séchage. Les systèmes de stockage à haute performance générant une atmosphère de 1 à 2% d’humidité relative à température ambiante avec une vapeur d’eau inférieur à 0.06g/m3 sont en fait des chambres à « vide d’humidité » entrainant une l’élimination forcée de l’humidité préalablement absorbée. Ce procédé de remise au sec est extrêmement doux puisque les composants ne sont exposés à aucun stress thermique et de ce fait, les risques d’oxydation et de croissances intermétalliques sont éliminés.

Afin de réduire le temps de séchage, ce processus peut être thermiquement amélioré. Cependant afin d’éviter tout problème d’oxydation, il est essentiel que ce processus se développe dans un environnement « vide d’humidité ». La nouvelle technologie proposée par Totech répond parfaitement aux demandes pour un système de séchage fiable et efficace qui peut en plus être facilement intégré dans un processus de  production rendant ainsi inutile le traditionnel temps d’attente après étuvage à haute température.

 

 

L’absorption est un processus selon lequel une fine couche de molécules adhère à la surface d’un autre matériau. La structure du dessiccateur Zeolite utilisée dans ces armoires agit comme un tamis de séchage en retirant les molécules d’eau de l’air. Les armoires de séchage de la série XSD améliorent l’efficacité et le rendement du processus de séchage pour tous les composants sensibles grâce à un profil de chauffage homogène et une isolation thermique efficace. Ainsi, ces armoires peuvent être utilisées aussi bien à 40°C pour le maintien au sec (selon la norme IPC) que pour des opérations de séchage à 50°C pour les bobines, réglettes ou à 60°C pour les circuits imprimés. Ces armoires de séchage haute performance récemment développées atteignent des taux d’humidité relative inférieur à 0.5%. Même l’ouverture des portes ne provoquera qu’une augmentation de l’humidité d’à peine 5% et le retour au seuil inférieur à 1% se produira en moins de 300 secondes. Tous les réglages sont programmés au travers d’une interface utilisateur à écran tactile. Un enregistreur de donné intégré permet la mémorisation en continu de toutes les données nécessaires (taux d’humidité, température, cycle d’ouverture de porte). Les données sont mesurées par une sonde haute précision à acquisition ultra rapide permettant d’avoir les bases d’un suivi fiable dans le contexte d’une bonne gestion des MSD.

Les données sont enregistrées sur une carte SD afin de faciliter et simplifier le téléchargement sur un PC extérieur.

 

 

Les armoires de stockage sous azote sont encore actuellement en utilisation. Le gaz inerte sert à expulser l’air humide qui se trouvait à l’intérieur.

Cependant, pour atteindre ce but, une grande quantité d’azote est nécessaire. Ceci implique une grande consommation d’énergie et génère des frais de fonctionnement élevés. Pour atteindre un niveau d’humidité de 5%, les armoires sous azote doivent recevoir un flux qui devra durer de nombreuses minutes afin de purger le volume de l’armoire plusieurs fois.

Des paramètres d’humidité de 1 à 2% sont quasiment impossibles à atteindre et pour cette raison, il n’y a pas réellement d’assèchement des composants. Dans des situations d’ouverture/fermeture fréquentes, l’armoire est pratiquement sous un flux d’azote continu ce qui entraîne des coûts de fonctionnement très importants et qui, de plus, enrichit l’air ambiant en azote. Le bénéfice de ces systèmes ne revient, en fait, qu’au fournisseur d’azote.

 

 

Dans une atmosphère extrêmement sèche, il n’y a pas de corrosion. Il y a deux paramètres nécessaires pour que de la corrosion apparaisse : il doit y avoir un agent oxydant et une solution aqueuse qui va se comporter comme un électrolyte. L'oxygène dans l'air fait l'agent oxydant, la vapeur l'électrolyte. La limite critique dans laquelle un processus d’oxydation sous oxygène atmosphérique apparaît, réside, en fonction de la composition du métal ou de l’alliage, de 40 à 70% RH. Ceci signifie qu’il doit y avoir plus de 8 grammes de vapeur par m³ d’air. L’humidité absolue observée dans les armoires sèches est inférieure à 1.4g/m3 à une température de 60°C et 1% d’humidité relative. A 40°C, on observe 0.5g/m3. Dans ces conditions, il n’y a pas de réaction cathodique et donc aucune oxydation n’a lieu.

 

 

Grâce à l’utilisation des armoires sèches à absorption, les produits sensibles peuvent non seulement être stockés en toute sécurité mais également sécher rapidement dans un processus doux et sécurisé. Le stockage dans une atmosphère sèche assure aussi simultanément une protection contre l’oxydation. Le dessiccateur Zeolite extrêmement efficace et sans maintenance est un produit « vert », économique en énergie et qui garantie un coût d’utilisation très bas.