管理金属间生长的超干存储选项

管理金属间生长的超干存储选项

特约编辑凯利·达克与超级干燥公司(Super Dry)的主管理查德·海姆许(Richard Heimsch)谈到了在组装地板存储中存储部件和其他材料与长期存储之间的一些区别,以及超级干燥如何帮助对抗金属间的增长。

凯莉·达克:我和理查德·海姆许(Richard Heimsch)坐在2019年IPC APEX博览会上,他是Super Dry的主管。Super Dry是湿度管理、湿度控制系统的专家。每天的工作都是帮助客户消除或控制其存储环境中的湿度,对吗?

Richard Heimsch:没错,这对电子元件尤其重要。所有部件都是吸湿的。一旦它们吸收了一定量的水分,它们就可以通过有效的地板寿命,因为它们在回流过程中容易受到微裂纹的影响。因此,管理地板寿命甚至重置地板寿命是我们生产的设备组的两项基本任务。

达克:对于你的设备或服务,你的客户要求有多大?

Heimsch:储存量从一个长凳上150升到数千平方英尺的步入式房间以及其间的所有东西。

达克:你的设备尺寸合适吗?

海姆许:没错。当然,与台式干燥柜相比,大型仓库大小的房间要保持在5%以下,存在着不同的挑战,但我们有两种极端情况,而且两者之间存在很多问题。

达克:具体来说,挑战是什么?你是否使用更大的设备和更多的设备,并且成本增加了?

嗯,你需要不同程度的除湿。当你让人们在房间里工作时,他们会把湿气带进来,并提高相对湿度。因此,5%是湿敏器件的临界阈值。在5%及以下,您有无限的安全存储空间。在5%以上,你在消耗地板寿命。

达克:你的客户是遍布美国还是世界各地?

海姆许:我们是一家全球性的公司,但我专门经营北美和南美。

达克:对于像路易斯安那这样的高湿度环境和像亚利桑那这样的地方的客户,他们的要求有什么不同吗?

海姆许:不,这不是一个因素,因为在任何情况下,工作环境都会超过5%的湿度;因此,你在消耗地板寿命。

达克:客户有什么特殊要求吗?您是否有任何客户的故事或轶事给您带来困难的挑战,如利基情况?

Heimsch:长期储存是一个重要的生态位领域。汽车和军事人员已经要求储存电子零件五年、十年或十五年以上,这远远超出了零部件制造商的任何指导方针。这种需求已经进入了其他一些电子装配领域。随着零部件短缺和产品寿命周期的缩短,购买远期零部件和存储零部件的需求增加了对长期存储的需求和要求,而不仅仅是我以前在军事和汽车领域举过的极端例子。

所以,问题不同于装配车间的存储。即使低湿度储存环境能够阻止氧化,这是其主要目的,但在长期储存过程中还需要考虑其他问题,包括脆化,尤其是金属间生长,这也会使组件失效。真的没有办法克服这一点,如果有氧化,我们可以使用更具侵略性的助焊剂。超低湿度存储将完全解决氧化问题,但金属间化合物的生长是一个不同的情况,已经多年了。

在过去的几年里,我们在这一领域取得了突破性进展,并证明在长期储存期间降低环境温度,可以显著抑制金属间化合物的生长。所以,曾经简单的产品之一已经转移到一个更复杂的解决方案中。实际上,我们将长期存储作为一项服务,这给了我们收集大量有关情况的数据的机会。您需要在每季度、每年或每两年的基础上定期测试许多不同类别的组件的完整性,等等。

我们最近公布了新的数据,说明在防止氧化方面,干储存至少和氮气一样有效。这是一个古老的,正在进行的关于氮防止氧化的必要性的辩论。事实上,问题出在水分子中的松散氧原子。你必须有电解液才能造成腐蚀。是水分子中松散结合的氧原子,而不是紧密结合的氧分子,触发了氧化反应。

例如,许多从事电镀业的人早就知道这一点。在电子技术领域,氮是20多年前唯一可用的解决方案(当时标准开始出版)。为了减轻氧化作用,氧的去除被认为是防止氧化的关键,这一点已经被证明是错误的。因此,通过在三个环境中长时间甚至几年的测试组件,我们得到了具体的数据和证据。

达克:再说一遍,这三种环境是什么?

Heimsch:氮气、环境和干燥柜或低湿度环境。在周围环境中,氧化作用在野外进行,但在这些结果中,氮和低湿度环境几乎相等。尽管它仍然非常利基,降低温度来管理金属间的生长是非常重要的,并进一步延长了组件的使用寿命。

氮的消除是一个目标,因为它既昂贵又浪费,而且没有超低湿度环境的效果好。要得到相对湿度低于5%的氮气并不是一件简单的事情,而且IPC/JEDEC的规格要求有一个不到5%的环境来无限的安全存储。另一个问题是金属间化合物,这是装配厂不需要处理的,因为它们的组件在短期内被使用。这就是长期情况引入或扩大对额外控制解决方案的需求的地方。

总的来说,几十年来,军事和汽车公司都需要将零部件存储很长时间——10年甚至更长时间——航空电子设备和火车也是一个额外的例子,但现在,长期存储甚至是更主流的原始设备制造商的一个问题,因为零部件短缺和产品生命周期非常短。这迫使人们提前购买大量组件,并了解如何安全地存储它们,因为存储时间远远超过了组件制造商建议的任何时间。

达克:很好。理查德,非常感谢你今天抽出时间来。

海姆许:当然。

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