为了避免电子部件在加工过程中出现微裂纹和分层损伤，适当的存储环境是有必要的。无铅焊接的引入和与其相关的更高的加工温度使得湿度管理更加重要。 无铅回流大大提高了组件内的饱和蒸汽压力（高达30bar）。 在引入无铅之前可以安全加工的相同部件变成了具有有限车间寿命的湿度敏感设备。 差异通常是湿度敏感水平高两级（MSL）以及允许暴露时间较短（“车间寿命”）。

针对这些对湿气敏感的元件元件供应商应使用有效的保护性包装，以避免在运输和储存期间吸收湿气。这些防潮袋（MBB）由多层塑料和铝制成。通过适当的准备和密封，它们也是能够防止氧化的保护包装。 防静电包装袋和可封口塑料袋不能防潮。在打开包装后，就要开始计算吸收湿气的时间。 根据环境湿度和温度，元件只在有限的时间内使用才是安全的。该时间段可以由IPC / JEDEC J-Std 033C来确定。

当元件超过允许的暴露时间后，可以通过烘干过程来干燥，通常在125℃下进行。 此后，该元件的加工应特别注意。 必须避免重复吸收水分，因为烘干过程不应重复进行。

即使仅仅暴露在烘干的温度下一次就会导致氧化和金属间化合物生长，这会降低连接表面的润湿能力。 当在125℃下烘烤4天后，显示出的金属间化合物厚度增长约为50％。 较厚的金属间化合物层可能会导致焊点完整性降低，在极端情况下会降低可焊性。

为了缓解这种效果，在干燥过程中，许多烤炉的供应商还能通过氮气气氛或真空来减少氧气。 将元件恢复到开封之前的状态需要超过72小时，这期间使用氮的成本相当大，并且只有低于13ppm的低静态氧含量能够阻止氧化。

无铅焊接合金

由于无铅焊接合金中锡的含量相当高，因此在储存期间氧化保护的重要性需要重点考虑。 这是由于这些合金较高的氧化倾向和无铅焊接合金通常更弱的润湿能力和流动性造成的。

氧化过程

图3：烘干效率

引起氧化的氧来自于两个不同的来源。第一是氧分子，在我们的大气中都存在。然而，由于其原子键强，仅能够在高于40℃时发生氧化。第二种，也是活性更强的，是水分子中的氧。水分子中氧原子连接较弱，并且在低温下也能观察到显着的氧化。这意味着湿气对于存储的元件中的氧化作用是起决定性作用的，而不是氧气的含量。技术上可以同时解决这两个问题。然而，重要的是在加热到40°C以上时排除作为反应伙伴的空气中的氧气，并且同时对空气进行强除湿。为了实现这一点，设计了可以产生低于1％RH的内部气氛的干式存储系统。由于其非常低的湿度含量，可以保护元件不吸收额外的水分，并且还可以去除已经吸收的水分。如下图所示，即使在非常干净的氮气中储存实际上也无法对元件进行除湿，因为0.1Wt％以下的水平是不可能达到的。

Modern Desiccant Technology

现代干燥剂技术

超低湿度干燥剂技术现在可以维持<0.5％RH（0.05g H2O / m3）低静态湿度的有效的“湿气真空”。最新的技术还能提供小于3分钟的恢复时间（在门打开之后）。这样就能满足全天的实际工作环境，而不会将平均相对湿度提高到超过J-STD-033C指定的安全存储级别。

不同于粘土和二氧化硅，这些的储存区域（其尺寸能够达到几千立方英尺）使用名为沸石的晶体。这是一种分子筛，也就是说，其结构开口的尺寸和形状是水分子的尺寸和形状。因此柜内的空气中的水分子会被筛掉。操作工不需要处理干燥剂，它也不需要更换，因为该系统会自动循环再生。

0.5％RH不仅可以安全储存，而且可以在室温下有效干燥元件。 这是不可能通过单独使用氮气实现的。 （不同意？把一个苹果放在两种类型的柜子中，看一看一天后它们有什么区别）。

即使在环境温度下，存储在利用这种技术的超低湿度柜中的元件也会被除湿。将温度升至40℃（之前所论述过的，大多数合金在这个温度下不会氧化），同时保持1％RH，可以进一步缩短元件干燥的时间，而不会氧化和生长金属间化合物，并且其操作成本只有高温烘烤的10%。

根据前面解释的氧化保护，不使用防潮袋的更长时间的储存也没有问题。 保护电子元件质量和可靠性开始于元件和PCB的受控存储。

Richard Heimsch是Protean Inbound和美洲Super Dry公司的总监。