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分享一些防潮包装的方法或材料,以保护SDNAND芯片免受湿气影响。

SD NAND-贴片式TF卡-贴片式SD卡-免费测试2025-06-268

为保护 SDNAND 芯片免受湿气影响,防潮包装需从材料阻隔性、密封工艺、辅助吸湿及实时监测四个维度构建防护体系。以下是基于行业标准(如 JEDEC J-STD-033)和工程实践的具体方法与材料解析:

一、核心阻隔材料:构建物理防潮屏障

1. 高阻隔包装膜 / 袋

  • 铝箔复合膜

    • 结构:PET(聚酯)+ Al(铝箔)+ PE(聚乙烯)三层复合,透湿率(WVTR)≤0.1g/(m²・24h)(23℃/90% RH),透光率<0.1%,可阻断水汽与氧气渗透。

    • 应用案例:某 SDNAND 芯片采用 12μm 铝箔袋包装,在 40℃/90% RH 环境下存放 6 个月,内部湿度仍<10% RH。

  • 尼龙共挤膜(PA/PE)

    • 特点:耐穿刺性优于铝箔袋,透湿率约 0.5~1g/(m²・24h),适用于需要多次开封的场景(如生产线暂存)。

    • 注意事项:需搭配干燥剂使用,且热封温度需控制在 180~220℃,避免膜层熔融破损。

2. 密封容器与封装技术

  • 金属防潮罐(Dry Box)

    • 材质:304 不锈钢或铝合金,搭配硅胶密封圈,配合氮气置换可实现极低湿度环境(<1% RH)。

    • 典型应用:存储 MSL 1 级的 SDNAND 芯片(需长期存放且湿度<5% RH)。

  • 真空包装技术

    • 工艺:包装内残留空气<1%,配合干燥剂可使内部湿度在 72 小时内降至<5% RH。某测试显示,真空包装的 SDNAND 在 85℃/85% RH 环境下暴露 48 小时,内部湿度仅上升 3%。

二、辅助吸湿材料:主动降低包装内湿度

1. 干燥剂类型与选型

干燥剂类型主要成分吸湿率(25℃/80% RH)特点与适用场景
硅胶干燥剂SiO₂·nH₂O20%~30%无粉尘,可重复烘烤再生(120℃/2h),适合常规包装。
蒙脱石干燥剂天然黏土矿物25%~35%成本低,吸湿速度快,但高温下(>60℃)吸湿率下降。
分子筛(3A/4A)硅铝酸盐晶体20%~28%(25℃/50%RH)高温环境(100℃)仍保持吸湿能力,适用于汽车电子等高温场景。
氯化钙干燥剂CaCl₂100%~200%吸湿率极高,但吸水后成液态,需密封包装防止泄漏,常用于海运防潮。

用量计算示例
包装体积 V(L)× 湿度降低目标(如从 60% RH 降至 10% RH)× 0.011g/(L・% RH) = 所需干燥剂质量(g)。
例:1L 包装从 60% RH 降至 10% RH,需硅胶干燥剂:1×50×0.011≈0.55g,实际需按 1.5 倍安全系数取值(约 0.8g)。

2. 湿度指示卡(HIC)与实时监测

  • 变色原理:含氯化钴(CoCl₂)的指示卡,在低湿度(<20% RH)呈蓝色,高湿度(>60% RH)逐渐变为粉红色,可直观判断包装内湿度是否超标。

  • 放置要求:每 0.1m² 包装面积至少放置 1 张指示卡,且距离干燥剂≥5cm,避免局部湿度不均导致误判。

三、包装工艺与存储规范:全流程防潮控制

1. 封装前预处理

  • 芯片烘烤:MSL 2 级芯片需在 125℃烘烤 24 小时,去除内部吸附的水分(含水率<0.05%),烘烤后需在 1 小时内完成包装。

2. 密封与检测工艺

  • 热封质量控制

    • 热封温度:铝箔袋建议 200~230℃,热封压力 0.2~0.3MPa,封边宽度≥5mm,避免出现气泡或褶皱。

    • 泄漏检测:采用真空衰减法(负压 - 25kPa 保持 30 秒,压力回升≤5kPa 为合格)。

3. 存储与运输防护

  • 环境控制

    • 未拆封包装应存放于≤30℃/60% RH 的环境,避免阳光直射;

    • 海运时需额外放置防潮集装箱干燥剂(吸湿率≥200%),并在箱体外侧粘贴湿度记录仪,实时监控运输环境。

四、特殊场景的强化防潮方案

1. 工业级与车规级应用

  • 多层包装结构
    初级包装:铝箔袋 + 干燥剂;次级包装:金属防潮箱 + 分子筛,配合湿度传感器(精度 ±2% RH)实时远程监控。

  • conformal coating( conformal 涂层):
    在 SDNAND 芯片表面涂覆派瑞林(Parylene)或环氧树脂涂层,厚度 5~10μm,可将水汽渗透率降低 90% 以上,适用于高湿环境(如户外设备)。

2. 开封后的生产线防护

  • 干燥柜(Dry Cabinet)
    维持<1% RH 的低湿度环境,芯片拆封后需在干燥柜内存储,且暴露在空气中的时间不超过 MSL 等级规定的敞口时间(如 MSL 2 级为 24 小时)。

五、行业标准与验证测试

1. JEDEC J-STD-033D 潮湿敏感度测试

  • 模拟流程:芯片在 85℃/85% RH 环境存放 48 小时(MSL 2 级),然后经 260℃回流焊三次,测试后需满足:

    • 封装无开裂(爆米花效应);

    • 电气性能(如读写速度、数据保留)衰减<5%。

2. 加速寿命测试(ALT)

  • 在 85℃/85% RH 环境下存放 1000 小时,要求:

    • 金线键合强度保留率>80%;

    • 存储单元阈值电压漂移<±30mV。

核心防护逻辑总结

  1. 材料阻隔:选择低透湿率包装材料,切断水汽渗透路径;

  2. 主动吸湿:根据湿度需求精准配置干燥剂,动态降低包装内湿度;

  3. 工艺控制:从烘烤、封装到存储全流程湿度管控,避免人为失误;

  4. 实时监测:通过湿度指示卡与传感器,实现防潮状态的可视化管理。

通过上述多层级防护体系,可将 SDNAND 芯片在潮湿环境中的失效概率降低 90% 以上,满足消费电子、汽车电子、工业控制等不同场景的可靠性要求。

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