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Les idées fausses en termes de niveau de sensibilité à l'humidité peuvent faire augmenter les coûts ou allonger les délais de livraison en raison de restrictions d'emballage inutiles

Posted: 8th June 2016

MSLCertains boîtiers en plastique utilisés dans la fabrication de cristaux à quartz et d'oscillateurs peuvent absorber l'humidité de l'atmosphère durant leur stockage. Lorsque ces pièces sont soumises à des températures élevées, comme celles observées lors d'une soudure par refusion, l'humidité se trouvant dans le boîtier se dilate pour devenir de la vapeur, et peut causer des micro-fractures dans le boîtier, voire pire encore. Cela peut entraîner la destruction du microcâblage dans le boîtier, et donc une défaillance du produit. Le microcâblage forme la connexion électrique entre la puce de circuit intégré et le cadre de montage métallique, et est donc souvent encastré dans du plastique pendant le processus de moulage.

Ce phénomène peut se produire en raison de plusieurs facteurs, comme le type de plastique utilisé, sa finition, ainsi que le niveau d'humidité, la température et la durée du stockage.

Ce problème est devenu de plus en plus important après l'introduction de la soudure sans plomb, et la hausse consécutive des températures maximales observées lors de la soudure par refusion.

Pour gérer cela, il est nécessaire de déterminer la sensibilité aux infiltrations d'humidité de chaque modèle de cristaux et d'oscillateurs, puis de recommander des exigences de stockage minimales permettant de minimiser les dommages éventuels. Deux normes internationales utilisées dans le domaine de l'électronique servent justement à cela. La première, JDEC-STD-020 Classification du niveau de sensibilité à l'humidité/la refusion des dispositifs à semi-conducteur montés en surface, définit les niveaux d'exposition à l'humidité, les profils de refusion et les critères de réussite permettant de classifier de manière standardisée les composants entre des niveaux 1 à 6. La deuxième, JDEC-STD-033 Manipulation, emballage, expédition et utilisation de dispositifs montés en surface sensibles à l'humidité/la refusion, fait suite à la première norme, et recommande des conditions de stockage spécifiques en fonction du numéro de classification attribué par JDEC-STD-020.

On pense à tort que tous les boîtiers de cristaux et d'oscillateurs appartiennent à l'une des catégories définies dans JDEC-STD-020. En vérité, la grande majorité des produits de fréquence fabriqués par IQD ne sont pas couverts par ces normes, car ils sont scellés hermétiquement, ce qui empêche toute infiltration d'humidité. Les joints hermétiques sont testés à l'aide de bombes à hélium, pour arriver à une mesure inférieure à 10-8 mbar l/s, ce qui empêche les molécules d'eau de s'infiltrer dans le boîtier. 

Lorsque vous appliquez inutilement une classification de niveau de sensibilité à l'humidité à un produit scellé hermétiquement, cela a des implications considérables, puisque, même pour le niveau 1 (le niveau le moins coûteux et le moins exigeant des 6), les restrictions en termes d'emballage, de stockage et de manipulation détaillées dans JDEC-STD-033 sont lourdes. Par exemple, un produit de niveau de sensibilité à l'humidité 1 doit porter une étiquette de mise en garde définie dans JDEC-STD-033. Cette norme définit également une durée d'exposition à l'air libre maximale entre le déballage et la refusion. Pour les composants de niveau 1, cette durée est illimitée, mais seulement si l'atmosphère ambiante est inférieure à 30 °C/ 85 HR. Mais le plus important est peut-être que, pour classifier un composant au niveau 1, des échantillons de la pièce doivent passer avec succès un test prescrit dans JDEC-STD-020. Ce test est le plus coûteux prescrit dans JDEC-STD0-20, et implique de laisser tremper les échantillons à 85 °C/85 HR pendant 168 h, avant de les exposer à un profil de refusion et d'inspecter les dommages éventuels.

Ce test permet d'évaluer la sensibilité des dispositifs aux infiltrations d'humidité. Ainsi, sur une pièce scellée hermétiquement dans laquelle l'humidité ne peut pas s'infiltrer, il ne sert à rien d'effectuer ce test.

Les normes JDEC donnent au fabricant des composants un cadre permettant d'évaluer le niveau de sensibilité à l'humidité approprié et donc de préciser les exigences d'emballage, de manipulation et d'étiquetage que doit suivre chaque société consécutive dans la chaîne d'approvisionnement. Chaque service d’arrivée des marchandises peut alors clairement identifier les exigences à la réception des produits, et les transmettre aux acteurs suivants dans la chaîne. Il n'est pas rare que des composants électroniques passent par de nombreuses entreprises différentes entre leur fabrication et leur montage dans le produit final. Il est important de ne pas introduire des idées fausses dans cette chaîne, car cela pourrait entraîner une augmentation des coûts ou un allongement des délais de livraison, en raison de restrictions d'emballage inutiles.

C'est pourquoi, lorsqu'IQD doit remplir des questionnaires d'assurance qualité afin de classifier nos cristaux et oscillateurs en fonction des niveaux de sensibilité à l'humidité 1 à 6, vous comprenez pourquoi, pour des dispositifs scellés hermétiquement, nous répondons « sans objet », car il serait erroné de suggérer même l'application du niveau 1, et d'ajouter des coûts de manipulation inutiles dans les processus de nos clients.

IQD fabrique bien un petit nombre de cristaux et d'oscillateurs qui ne sont pas scellés hermétiquement, et sont donc classifiés selon le niveau de sensibilité à l'humidité approprié. Dans ce cas, ce niveau est indiqué clairement sur la fiche technique de notre produit, et il est nécessaire de prendre les précautions appropriées en termes de stockage, de manipulation et d'emballage, tout au long du processus de production et dans nos installations de stockage de produits finis. Par ailleurs, les produits sont expédiés avec les emballages et l'étiquetage appropriés, pour permettre à votre équipe d'arrivée des marchandises de bien les identifier et de prendre les mesures appropriées.

Au vu des contraintes de temps et de coûts du secteur de la fabrication des cristaux et des oscillateurs, il vaut mieux éviter les frais et processus inutiles autant que possible!