Pourquoi les circuits intégrés doivent-ils être cuits (dans le four) avant d'être utilisés sur une carte prototype?

Pourquoi les circuits intégrés principalement QFN, doivent-ils être placés dans le four pendant environ une heure, avant d'être utilisés sur une carte prototype? Est-ce pour améliorer en quelque sorte la protection des circuits intégrés contre les décharges électrostatiques ou simplement pour stimuler le silicium?

J'ai vu le processus se faire dans une entreprise de conception de circuits intégrés.

Ils ne le font généralement pas. IPC / JEDEC J-STD-20 fournit des classifications de niveau de sensibilité à l'humidité:

• MSL 6 - Cuisson obligatoire avant utilisation
• MSL 5A - 24 heures
• MSL 5-48 heures
• MSL 4 - 72 heures
• MSL 3 - 168 heures
• MSL 2A - 4 semaines
• MSL 2 - 1 an
• MSL 1 - Illimité

où les heures indiquées sont le composant "durée de vie hors du sac". Si un composant est sensible à l'humidité, il sera livré dans un sac antistatique hermétique étiqueté, avec une bande indicatrice d'humidité et un dessicant. Ce phénomène n'est pas propre à QFN. Cet exemple particulier est l'étiquette sur un sac de LED PLCC blanches. Je l'ai également vu récemment sur DFN, MSOP et TSSOP.

Les pièces ne nécessitent une cuisson que si elles sont sorties du sac en dehors de leur durée de vie hors du sac, ou si la bande indicatrice d'humidité indique que l'humidité requise a été dépassée.

Dans ce cas, comme mes pièces sont du MSL4, à partir du moment où le sac a été ouvert, elles avaient 72 heures pour passer dans un four de refusion sans être cuites. Si la bande indicatrice était sortie du sac comme illustré, les pièces auraient dû être cuites avant la refusion.

En général, la raison de la cuisson d'un composant est d'éliminer soigneusement toute l'humidité de la partie plastique du composant. Lorsqu'un composant SMT passe dans un four de refusion, la température du composant augmente (évidemment) très rapidement, ce qui fait que l'humidité à l'intérieur se transforme en vapeur. Cette expansion de vapeur d'eau peut fissurer le composant, résultant en une carte inutilisable ou paralysée.

Comme indiqué dans la réponse de Matt, certains composants sont plus sensibles à l'absorption d'humidité que d'autres. Une fois que les composants ont absorbé trop d'humidité, il est très fastidieux de retirer l'humidité, ce qui nécessite généralement 24 heures ou plus dans une machine de cuisson spéciale. Certaines de ces machines cuisent les pièces dans une chambre à vide, etc.

Cependant, si vous ne faites que souder des prototypes à la main, il n'y a rien à craindre. Le corps du composant ne deviendra pas assez chaud pour vaporiser l'humidité à l'intérieur. Malheureusement, de nombreux circuits intégrés nécessitant une cuisson sont des QFN, des BGA et d'autres composants qui ne peuvent pas être correctement soudés à la main.

Je me demande quelle est la probabilité d'un échec.

J'ai refusionné un certain nombre de planches qui sont restées assis pendant des années (en raison de problèmes BGA) en utilisant un profil sans plomb (haute température). Préchauffage minimal. Je n'ai vu aucune des centaines de pièces s'ouvrir comme des saucisses sur un barbecue.

Cela ne veut pas dire qu'il ne faut pas suivre les instructions du fabricant à la lettre sur les produits pour la consommation générale (en particulier si vous êtes dans les domaines aérospatial ou médical), mais pour les premiers prototypes d'ingénierie qui ne quitteront jamais le bâtiment (et ne font certainement pas partie du système de qualité ISO), il peut ne pas être absolument essentiel.

Lors de ma dernière commande, j'ai remarqué que mon distributeur d'électronique avait vraiment intensifié son jeu d'appareils sensibles à l'humidité. Les pièces sensibles étaient livrées dans des sacs scellés, ainsi que des sachets déshydratants et du papier de détection d'humidité, ainsi que des instructions de cuisson si elles étaient trop humides.

Je comprends pourquoi vous pourriez vouloir cuire doucement avant de souder par refusion dans un four beaucoup plus agressif: sinon, l'eau emprisonnée pourrait bouillir trop rapidement à l'intérieur de la pièce, l'endommager. Je ne le ferais pas pour une planche à pain.