电气元件中的水分敏感性

随着时间的流逝，用于构造电气组件的多种材料可以吸收空气中的水分。最初引入回流焊接成为一个问题，在该过程中，组件会在短时间内经受突然的高温。然后，使用无铅焊料会加剧这种情况，从而导致回流过程中出现更高的峰值温度。增加湿度敏感性的其他因素是更便宜，更薄的材料，例如塑料，与传统上使用的更昂贵的密封材料相比，它们的性能更差。

水分会蒸发并损坏组件。这可以是微裂纹的形式，其会削弱组件的封装，完全的裂纹导致组件的各个部分的分离，或者是芯片焊盘与其树脂覆盖层之间的表面剥离。无论损坏的类型如何，其结果都是需要更换组件。

挑战之一是由水分蒸发引起的损坏可能不会立即显现出来，只有在设备组装和测试后才会出现。它可能很小，足以使设备似乎正常工作，只是在随后投入服务时过早出现故障。通常，开裂发生在封装最薄的地方，对于表面安装元件，开裂通常在靠近PCB的底面上，因此看不见。类似地，除非在部件的可见部分的表面上，否则微裂纹也将在视觉上不可见。

主要问题是由微控制器和其他复杂设备中的水分蒸发引起的损坏。来自模具的精密金属线和表面安装垫通常封装在塑料中。该包装的任何破裂都可能使电线断裂，除非MCU用作电源引脚，否则只有在MCU运行后才能检测到该电线。

这个问题有多普遍？

发生此问题的可能性取决于所使用的包装材料的类型以及组件暴露于湿气的时间长度。这主要取决于组件在存储阶段要存储多长时间，如何受到保护以及在什么环境条件下进行存储。一旦组件离开存储空间并从其保护性包装中取出，这将降低其使用寿命。这是它暴露于周围环境条件下的时间长度以及这些条件。

水分扩散到组件中的速度将取决于其湿度和温度。温度越高，环境中存在的任何水分渗透到包装材料中的速度就越快。这种吸收一直持续到材料中的水分浓度与环境中的水分浓度匹配为止。相对湿度越高，吸收的水分越多。

与存放时间，从存放到安装到PCB上的存放时间相比，在组件制造过程中以及将其组装到PCB上准备进行回流焊接之后的暴露时间可以认为是微不足道的。关键的环境因素是湿度，温度以及该时间长度。

对湿气敏感的包装材料的使用包括封装的组件，例如集成电路和传感器，并扩展到连接器和PCB。仅通过检查设备中每个项目的数据表，您才能确定哪些部分对湿气敏感。

保质期

任何对水分敏感的组件都应装在密封的保护性包装中，通常要使用干燥剂凝胶和惰性环境。包装上将标明可以存储组件的最长时间（通常为几年）。通常在包装中随附对湿度特别敏感的零件，并在包装中随附湿度指示器，以直观地指示零件的健康状况。只要保护性包装没有受到损害并且存储设施的环境条件在规范范围内，这应该与处理任何其他组件类型没有什么不同。 

水分敏感性水平

定义了标准的湿气敏感度水平（MSL），以识别哪些部分对湿气敏感。这些水平决定了部件在受到湿气不利影响之前可以暴露于室温和湿度水平的时间。在这里，环境被定义为低于30 o C且低于60％相对湿度，无限制的MSL 1除外，后者被定义为低于30 o C且低于85％相对湿度。

什么是成分烘焙？

缓慢而温和地加热对水分敏感的组件，可以将水分抽出而不会造成损坏。这些组件在放入保护性存储包装之前，将作为制造过程的一部分进行烘烤。对于需要在使用前进行烘烤的组件，重复此烘烤过程将轻柔地抽出所有额外的水分，以在焊接之前“重置”组件的水分含量。烘焙温度和需要烘焙的时间长度将取决于部件制造中使用的材料，其厚度和水分含量。烘焙过程要花费几天的时间并不少见。

如果需要烘烤组件，请牢记的一个关键因素是，烘烤过程如果执行不当，可能会导致焊盘氧化，从而导致焊接后的连接性差。

我的PCB会受到影响吗？

根据您使用的PCB的类型，它也可能对水分吸收敏感，并在回流过程中遭受类似类型的损坏。灵敏度将取决于用于构造基础层压板的材料，材料的厚度，层数以及完成的跟踪设计。通常，FR4被认为是耐湿的，而Kapton是对水分敏感的。诸如铜面积，走线厚度，电镀通孔纵横比以及表面处理的使用等因素均会影响。

管理湿度敏感性

一般建议是在处理组件和PCB时要小心，将它们保持在低湿度的环境中，以尽可能延长其地板寿命。请遵循数据表和包装上的建议，不要做错太多。如果地板寿命是一个问题，请考虑投资一种临时存储解决方案，该解决方案可使一切保持干燥。对干燥柜进行除湿是一种出色且灵活的解决方案，不会花很多钱。它们通过主动吸湿或使用简单的可重复使用的干燥剂来调节室内的相对湿度。如果钱不是问题，那么用惰性氮气代替内部空气的存储解决方案将提供替代解决方案。