亿捷电子防潮箱在半导体行业的应用技术解析
随着半导体技术的迅猛发展,对于材料存储环境的要求也日益严格。电子防潮箱作为一种高效且必要的存储设备,在半导体行业中扮演着举足轻重的角色。本文旨在深入探讨电子防潮箱在半导体行业中的应用技术,并分析其如何有效保障半导体材料与器件的品质与性能。
一、半导体存储的挑战
半导体材料因其独特的电学性能,广泛应用于集成电路、太阳能电池、LED等领域。然而,这些材料对环境中的水分极为敏感,过高的湿度会导致材料性能退化、表面氧化、电气性能不稳定等问题。因此,在半导体材料的生产、运输及存储过程中,控制环境湿度至关重要。
二、电子防潮箱的工作原理
电子防潮箱通过先进的除湿技术,为半导体材料提供了一个低湿度的存储环境。其工作原理主要基于湿度传感器与除湿装置的协同作用。湿度传感器实时监测箱内的湿度水平,当湿度超过设定值时,除湿装置会迅速启动,通过物理或化学方法去除箱内的水分,从而维持一个恒定的低湿度环境。
三、电子防潮箱的技术特点
高精度湿度控制:电子防潮箱能够实现±X%RH(相对湿度)以内的高精度湿度控制,有效满足半导体材料对存储环境的苛刻要求。
快速除湿:采用高效的除湿技术,能够在短时间内迅速降低箱内的湿度,确保半导体材料的安全。
均匀除湿:通过合理设计的气流循环系统,确保箱体内各个角落的湿度均匀一致,避免出现局部湿度过高的情况。
节能环保:在除湿过程中,电子防潮箱能够智能调节除湿功率,实现节能与环保的双重目标。
智能监控:配备先进的控制系统,可实时监测并记录箱内的湿度变化,为半导体材料的质量追溯提供可靠数据支持。
四、电子防潮箱在半导体行业的应用实例
硅片存储:在硅片的生产过程中,电子防潮箱被广泛应用于硅片的临时存储与长期保管,有效防止硅片因吸湿而导致的性能下降。
集成电路封装测试:在集成电路的封装测试环节,电子防潮箱为芯片提供了一个稳定的低湿度环境,确保了测试结果的准确性与可靠性。
LED材料与器件存储:LED材料与器件对湿度极为敏感,电子防潮箱的应用显著提高了LED产品的良品率与使用寿命。
五、结论
电子防潮箱以其高精度、高效率的湿度控制能力,成为半导体行业中不可或缺的存储设备。随着半导体技术的不断进步,电子防潮箱的应用范围将进一步扩大,其技术性能也将得到持续提升。未来,电子防潮箱将在保障半导体材料与器件品质、推动半导体产业发展方面发挥更加重要的作用。
亿捷电子防潮柜拥有中英德专利技术,比传统防潮柜更加节能、精确,同时EJER是拥有全球30多个国家注册品牌。
MSL:MSL是Moisture Sensitivity Level的缩写,是湿气敏感性等级的意思。 MSL的提出就是为了给湿度敏感性SMD元件的封装提供一种分类标准,从而使不同类型的元件能够得到正确的封装、储藏和处理,避免在装配或修理过程中出现事故。
通常封装完的IC,胶体或Substrate PCB 在一般的环境下 会吸收湿气,造成IC在过 SMT回流焊时,发生“爆米花”(POPCORN)的状况。湿气敏感性等级(Moisture Sensitivity Level,MSL) 被用来定义 IC 在吸湿及保存期限的等级,若IC超过保存期限,则无法保证不会因吸收太多湿气而在SMT回 流焊时发生 POPCORN现象。因此对于超过保存期限的 IC 要进行烘烤。
MSL测定的流程是:
(1) 良品IC 进行 SAT,确认没有脱层的现象。
氮气柜也可以称之为氮气干燥柜,防潮箱叫做电子防潮箱,干燥柜,在LED封装过程中,二者有共同点就是可以防潮,区别点在于防潮箱只能防潮,不能防氧化,而氮气柜可以起到防潮防氧化作用,另外,防潮箱防潮控制湿度可以达到5%RH以下,这一点,普通氮气柜无法做到,在LED封装过程中,二者需要根据实际需求进行合理搭配。
1.氮气柜与防潮箱的防潮控湿能力区别。氮气柜内部充入的是氮气,氮气源一般分为瓶装高浓度液氮,还有一种是由氮气塔生成的氮气,这两种氮气最低的湿度可以达到15%RH,也就是说普通氮气柜的湿度无法做到10%以下,氮气柜通过充入氮气将氧气挤出,从而形成惰性气体保护环境,防止存储的晶圆片,IC芯片,LED芯片发生氧化。而防潮箱其实应该是个除湿柜,干燥柜,将箱内的水分子排到柜体外,形成一个低湿度环境,防止LED芯片受潮,防潮箱是控湿设备,可以将湿度控制到5%RH以下,避免产品受潮,从以上数据对比看,防潮箱具有真正的控湿能力,而氮气柜没有控湿能力,主要依靠氮气的湿度来决定的,如果有时候气源湿度高了,或者制氮塔装置发生故障可能氮气柜内的湿度会飙到50%RH都有可能的。
2.氮气柜与防潮箱的防氧化能力区别。氮气柜采用的是惰性气体保护环境,挤掉氧气来避免氧化环境的产生,在无氧或者低氧的常温环境下,氧化很难发生,而且放入氮气柜的产品基本采用防潮真空包装,氧化就被避免掉了。而防潮箱只能控制湿度,无法控制氧气含量,氧含量几乎是正常的含氧环境,因此,氧化还是非常容易发生的,从以上对比来看,氮气柜可以防氧化,而防潮箱不可以。
氮气柜与防潮箱在LED封装中的应用具体要看工艺要求,如果是要求防潮,可依据具体的湿度要求选择氮气柜或者防潮箱,但是,采用防潮箱更为保险些,但是最好结合氮气辅助,加快除湿速度,如果对湿度要求非常严格,必须采用防潮箱。如果是要求防氧化,必须采用氮气柜,如果对二者都做要求,那就要二者结合使用了,选用防潮型氮气柜。
防潮柜的使用越来越广。在工业上,多用于半导体、原材料、集成芯片、LED支架、PCB、精密组件等材料、成品、半成品的防潮防氧化存储。在防潮柜的使用过程中,无法避免的就是故障的产生。而电子防潮柜由于起源较早,目前使用也是比较多。那么,电子防潮柜的主要故障有哪些?在碰到的时候改如何处理呢?
电子防潮柜(也叫 防潮箱 、干燥箱、干燥柜)的常见故障有:湿度不下降、湿度显示不准确、湿度不显示、存放了易腐蚀化学物品等。
对于湿度不下降或是下降慢的问题,主要为除湿部件的问题。遇到这种情况,首先检查湿度显示方面是否有问题,而导致让我们误认为防潮柜湿度不下降或下降慢。其次就是检查防潮柜后部的机芯阀门,看阀门是否由于小物件的卡住而无法正常启闭。再者,就是检查机芯在灯亮时有没发热。
而电子防潮箱湿度不显示或显示不准确,则主要可能是表头传感器出故障或是传感器校准出错。可让厂家进行校准或更换表头控制器。
而如果柜体损坏,则需要对电子防潮柜进行密封性检查,如果不影响防潮箱本身的密封性,则这种干燥柜柜体损坏可不予维修。但如果影响密封性,则需要考虑厂家维修或是更换整个防潮柜。
亿捷防潮柜设计年限为15年,从公司销售系统统计数据来看目前10年以上的客户故障率在5%以内,少数因为存放了易腐蚀物料导致传感器或机芯损坏。
点击了解亿捷EJER电子防潮箱氮气柜
一颗FLASH闪存芯片,可以经历10万次擦写,它的寿命长达10年;而合格性能良好的CUP,寿命甚至可长达10-20年之久。这真可谓芯片恒久远,一颗流传十几年。
但是!这些都是建立它在被科学存放的基础上。一颗芯片,在还没被使用之前,其寿命性能会受到各种的威胁,比如说湿度受潮,静电伤害,氧化虚焊脱锡等等因素。而且,大多数人对于芯片的正确存放,都是一知半解的。
所以,芯仔我在此给大家梳理下——关于如何正确保存你手头上,正准备用的或者不准备用的芯片。
这样存储会坏了芯片
一颗降临到人世间,还未被使用的芯片,在受到的各类伤害中,排名第一的是潮湿的空气。
元器件受到潮湿空气侵蚀的后果是很严重的。
当长期暴露在空气中的元件,遭遇水汽渗透;
当元件要进行回流焊接加温时,那芯片的内部就犹如上了烤箱的面包,慢慢膨胀,膨胀的过程就挤压损坏电路;
当加温达到一定的时间后,热胀冷缩的物理特性,水分蒸发导致剥离再度受到伤害,此时的元件很可能已产生外部不可见的内部裂纹。
并且,最严重的情况就是元件鼓胀和爆裂,又称为“爆米花”。
在潮湿的环境下,更快加速了芯片的氧化。
据统计,全球每年有1/4 以上的工业制造不良品与潮湿的环境有关。对于电子行业来说,潮湿带来的危害,已经成为产品质量控制的主要因素之一。
潮湿,除了湿气渗透到元件内部导致的热涨伤害外,也会使得元件的脚位氧化。虽然,脚位氧化并不会真正意义上使元件内部电路损坏,进而导致无法使用;但是,氧化带来的虚焊问题,带来的烧录受阻问题,器件短路问题,无法运行等等问题也是相当令人头疼的。
潮湿的危害如此巨大,那要如何防止芯片受潮呢?
1. 拆封的IC、管装IC等必须放在干燥柜内储存,干燥柜内湿度<20% R.H;
2. 湿度卡检查:显示值应少于20%(蓝色);如果>30%(红色),表示IC已吸湿气;
3.SMT车间环境温湿度管制:
在温度22℃(±4℃),湿度60%R.H(±20%)下作业;
4.烘烤后,立即用于SMT生产;或放入适量干燥剂,再密封包装,放入干燥柜内储存;
5.拆封后,IC必须在48小时内完成SMT焊接程序;
6.控制IC领取数量:
每次领取的数量不可超出生产用量数;
7.未用完的IC组件,必须重新烘烤或在干燥柜常温去湿,以去除IC组件吸湿问题;
根据美国电子工业联合会(IPC)和电子元件焊接工程协会(JEDEC)之间共同研究制定和发布了【IPC-M-109】潮湿敏感性元件标准和指引手册。
对于潮湿敏感水平为2-4级的防湿包装拆开后的SMD,如暴露在小于或等于30°C/60%RH环境下,将其放入湿度为10%RH的常温干燥箱中,经过暴露时间X5倍的除湿保管时间,可以恢复原来的车间寿命。
对于潮湿敏感水平为5-5a级的防湿包装拆开后的SMD,则需要经过经过暴露时间X10倍的除湿保管时间,来恢复原来的车间寿命。
如果说有一百种方法去损伤一颗芯片的话,其中静电伤害绝对是最阴险的一种方法。
你可曾记得,小时候跟小伙伴躲在被窝中摩拳擦掌,通过穿脱毛衣来欣赏静电带来的啪啪声响与此起彼伏的小光亮吗?就是这些看似不起眼的静电反应,对于元件来说,产生的伤害那是分分钟的事情。
人体摩擦产生的静电上千伏,最高可达上万伏;而一般人体产生的静电大约都在3000V以上,这远超过电子元器件的耐压极限值,ESD即静电释放。
因此,当人体与电子元器件接触时,如果发生了正负电荷的移动,将会产生静电,产生的静电可带来以下危害——
静电放电产生的电流热量导致热失效;
由静电放电的感应过高的电压导致了击穿;
ESD静电放电对电子电路造成干扰;
静电造成有害的浪涌电压, 即放电现象;
静电让人防不胜防,因此在操作空间上面,我们应怎样防护呢?
1.存取后都以静电包装防护袋保存元件:
随着现在科技的发展和生产工艺的进步,集成电路的密度越来越大,其材料的厚度越来越薄,承受静电电压能力越来越低,使得静电影响越来越严重。因此,元件的包装需要使用到静电防护袋;
2.运输过程的包装材料以及防静电措施,需准备完备;
3.设立符合标准的防静电工作台;
4.使用ESD防护托盘及分流器;
5.使用ESD静电控制接地垫——保护地面;
6.设立ESD防护车间,工作人员穿防静电工作服,戴防静帽,穿防静电鞋或防静电鞋套;
7.操作人员需佩戴接地手带;
其实,静电的产生是随处可见的;加上,ESD的随机性跟复杂性是不可控的。因此,ESD静电的产生俨然成为发展微电子工业的障碍。
芯仔小结
在半导体器件生产车间,由于尘埃吸附在芯片上,IC尤其是超大规模集成电路(VLSI)的成品率会大大下降。在运输环节中的包装,包装材料不当带来的运输过程伤害,元器件的质量控制可谓是是从源头到生产出厂环环相扣的结果。
最后,买芯片易,存芯片难,对于芯片的保存工作可谓重中之重。
符合国际标准的芯片存储柜,具有防静电功能
点击了解亿捷EJER电子防潮箱氮气柜
全自动氮气柜是用惰性气体氮气来对柜体进行防潮防氧化的,在这个密封的氮气柜里面是有送氮和排气的通路。可以根据储存物的配置不同来选择控制功能,已经广泛用于电子、军工、研究机构、半导体等行业。随着防潮科技的不断创新发展,就目前的市场上比较流行的全自动氮气柜和电子防潮箱,有好多人对他们都不是分辨的很清楚。下面由亿捷科技工程师分析其中的区别:
电子防潮箱是根据箱体内部的机芯(内含分子筛)来进行防潮的,防潮的速度与全自动氮气柜相比较的就比较慢,而全自动氮气柜主要体现在具有可充氮的功能,它主要是用来快速防潮防氧化的,对于比较贵重的物品而且需要防氧化的芯片可以选择氮气柜。
能否充氮气是两者之间最大的区别,其次区别就是对于湿度的控制,电子防潮柜中的中湿度和低湿度都可对湿度进行控制,而氮气柜对于湿度的控制是全自动的,其控湿范围是在1%-60% 。两者都具有存储的作用,各有优点和缺点。主要还是根据自己所需的用途挑选
点击了解亿捷EJER电子防潮箱氮气柜
防潮箱工作原理:待机状态时,除湿机芯(内装有干燥剂---分子筛)吸箱内的水汽,吸到饱和时,程序控制除湿机芯对外排湿,使干燥剂分子筛再生还原,而后除湿机芯再吸箱内的水汽,如此循环往复。
通电后主控板通过传感器采集箱内的温湿度数据,根据程序设定值控制除湿机芯进行除湿工作,一定时间后,如果程序根据采集到的温湿度数据进行判断,如果湿度无法持续下降,就判断除湿机芯处于饱和状态,就要控制除湿机芯把吸取的箱内水汽往箱外排放,使干燥剂再生还原,而后控制除湿机芯再次进入除湿状态,依次循环往复工作。
分子筛是干燥剂的一种,分子筛主要起吸附空气中的水分子作用。
型号中文名称:13X分子筛
化学式:Na2O·AL2O3·(2.8±0.2)Sio2·(6-7)H2O
硅铝比:SiO2/Al2O3≈2.6-3.0
有效孔径:约10A
13X型分子筛主要成份是以硅铝酸盐,形成10A孔径即为X型晶体结构的钠X型分子筛,完全具备吸附临界直径小于10A的筛分分子。是气体、化工、空分行业的干燥剂。
亿捷防潮箱不断迭代升级,目前已经升级第三代主机系统
点击了解亿捷EJER电子防潮箱氮气柜