Компоненты, которые месяцами лежали на открытом складе, внешне не отличаются от свежих. При пайке разница проявляется сразу: вздутия корпусов, холодные соединения, отслоение площадок. Причина — влага и окисление. Ошибки на этапе хранения обходятся дороже, чем сами детали.
Что происходит при неправильном хранении
Пластиковые корпуса микросхем и конденсаторов гигроскопичны — они впитывают влагу из воздуха. При нагреве в печи оплавления вода превращается в пар, давление которого разрывает связи между кристаллом и подложкой. Этот процесс называют попкорн-эффектом — корпус «вспучивается» изнутри, появляются трещины и расслоение.
Параллельно окисляются выводы. Оксидный слой мешает припою смачивать поверхность, и вместо надёжного соединения формируется холодная пайка. Предотвратить такие дефекты дешевле, чем отбраковывать платы на контроле.
Классы влагочувствительности MSL
Стандарт IPC/JEDEC J-STD-033 вводит шесть классов влагочувствительности — MSL (Moisture Sensitivity Level). Класс присваивается производителем и определяет допустимое время вне герметичной упаковки. Классификация распространяется на электронные компоненты и радиодетали в пластиковых корпусах — пластик поглощает влагу.
- MSL 1 — без ограничений при ≤30 °C и ≤85% влажности. Керамические и металлические корпуса.
- MSL 2 — до 1 года. Большинство пластиковых микросхем.
- MSL 3 — до 168 часов. BGA-чипы, тонкие QFP.
- MSL 4–5 — 72–48 часов. Крупные BGA, некоторые MEMS.
- MSL 6 — сушка непосредственно перед пайкой; хранение вне вакуума исключено.
Класс MSL указан в документации производителя и на этикетке. Заказчики, которые закупают электронные компоненты и радиодетали самостоятельно, не всегда передают эти данные с партией. Между тем для монтажа печатных узлов информация о классе критична — она определяет, нужна ли сушка и сколько времени остаётся после вскрытия упаковки.
Условия хранения
Температура — от +15 до +30 °C без резких перепадов (они вызывают конденсацию). Влажность — до 60% для стандартных позиций, до 10% для MSL 3 и выше. Такой уровень обеспечивают сухие шкафы с автоматическим поддержанием 1–5%.
Вакуумная упаковка с силикагелем и индикатором влажности (HIC) — условие долгосрочного хранения MSL 2+. Если при вскрытии точки на карточке HIC изменили цвет — партию нужно просушить до пайки деталей на плате.
Отдельный фактор — электростатика. Микросхемы и полевые транзисторы чувствительны к ESD-разрядам; антистатические пакеты и браслеты заземления снижают этот риск.
Если условия нарушены
Компоненты MSL 2–5, пролежавшие вне упаковки дольше допустимого, сушат в конвекционном шкафу: 125 °C, 8–24 часа (зависит от корпуса и класса). При 40 °C цикл растягивается до нескольких суток. После сушки «открытое время» обнуляется, но повторные циклы увеличивают риск внутренних повреждений.
Если компоненты хранились без упаковки месяцами, паяемость выводов проверяют по IPC J-STD-002 — погружением в расплавленный припой с оценкой смачивания. Неудовлетворительный результат — отбраковка партии.
Сроки годности
Производители рекомендуют 2–3 года с даты изготовления при соблюдении условий хранения. Компоненты класса MSL 1 на практике сохраняют паяемость и дольше — если выводы не окислены. Однако при производстве печатных плат РФ для ответственных применений сроки лучше соблюдать: среди радиодеталей и электронных компонентов немало позиций с MSL 3 и выше, где запас по времени минимален.
Компоненты из остатков прошлых проектов перед отправкой на монтаж требуют проверки: дата вскрытия, условия хранения, состояние выводов. Это дешевле, чем повторная закупка после массового брака.