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SD NAND芯片受潮高温吹风数据丢失原因

SD NAND-贴片式TF卡-贴片式SD卡-免费测试2025-07-2516

这个问题非常关键!您抓住了核心矛盾点:同样是高温,为什么受潮芯片一吹就丢数据,而烘干后贴片(也需要高温)却没事? 这其中的差异在于 “水分的存在”、“受热方式”“目标温度/时间”。我们来详细拆解:

为什么受潮芯片高温风枪一吹就丢数据? (重温核心原因,强调水分的关键作用)

  1. “水”是罪魁祸首:

    • 封装分层: 芯片各层(晶圆、环氧树脂、基板、金属框架)被强力撕开。

    • 物理损伤: 极细的键合线断裂、移位、短路;晶圆产生微裂纹。

    • “爆米花”效应: 封装体可能鼓包、开裂甚至炸裂。

    • 蒸汽爆炸: 受潮芯片内部封装的微小空隙、材料界面、甚至基板层间都吸收了水分。高温风枪(通常300°C以上)瞬间加热,水分极速汽化膨胀(体积剧增1600倍)。在密闭空间内产生巨大压力,导致:

    • 离子污染载体: 水分溶解了封装材料或环境中的离子污染物(如Cl⁻, Na⁺),高温下加速电化学腐蚀和金属离子迁移,导致线路短路或断路。

  2. 高温的“火上浇油”:

    • 热应力剧增: 风枪局部、不均匀的快速加热(热冲击),使芯片不同材料(硅、金属、塑料)因热膨胀系数不同产生巨大应力,加剧分层和物理损伤。

    • 浮栅电子逃逸: 远超正常工作温度(NAND 通常 <85°C)的高温(风枪常 >250°C),严重削弱浮栅晶体管周围绝缘氧化层的势垒。被困住的电子获得巨大热能,通过隧穿或热发射逃逸,直接改变存储电荷(数据位翻转或丢失)。

    • 加速化学反应: 高温极大加速了水分和污染物引起的腐蚀、迁移等破坏性化学反应。

总结受潮吹风的毁灭性: 水分的瞬间汽化膨胀造成 物理结构毁灭性破坏,叠加极端高温导致的 浮栅电荷直接逃逸化学反应加速,数据丢失几乎是必然且不可逆的。

为什么烘干后的正常芯片,贴在板子上(也需要热风枪)就没事?

贴片(SMT Reflow)也需要热风枪或回流焊炉加热,温度也不低(无铅工艺峰值约 260°C),但关键区别在于:

  1. 核心前提:芯片是“干燥”的!

    • 烘干后的芯片,内部封装空隙和材料中没有游离水分。这是最根本的区别!没有水,就不会产生蒸汽爆炸和由此引发的物理破坏(分层、键合线断裂、爆米花)。

    • 没有水分作为载体,即使有微量污染物,其电化学腐蚀和离子迁移的速率在高温下也会大大降低

  2. 受热方式:均匀、可控、时间短:

    • 温度曲线精密控制: 回流焊炉或熟练操作者使用风枪进行BGA返修时,会遵循一个预设的温度曲线(预热、升温、回流、冷却)。这个曲线是为焊接过程优化的,目的是熔化焊锡形成可靠连接,同时尽量避免损伤元件

    • 均匀加热: 回流焊炉是对整个PCB板均匀加热,或风枪返修时对芯片底部和周围区域大面积均匀加热。这显著减少了芯片内部的热梯度(不同部分温差小),从而极大降低了热应力。不像吹受潮芯片时可能对着局部猛吹。

    • 高温时间极短: 达到峰值温度(如260°C)的时间非常短暂(通常只有几十秒,峰值停留时间仅几秒到十几秒)。虽然这个温度也会削弱氧化层,但时间极短,不足以让浮栅中大量的电子获得足够能量并成功隧穿逃逸(数据丢失需要一定时间和温度积累)。正常设计的浮栅结构可以承受短暂的回流焊高温。

    • 目标温度针对焊锡: 260°C 的峰值是针对无铅焊锡(熔点~217-227°C)设定的,确保焊锡充分熔化流动形成良好焊点。这个温度虽然高,但远低于直接吹受潮芯片时风枪可能达到的、失控的、局部的更高温度(>300°C)。

  3. 物理结构完整:

    • 干燥的芯片封装结构是完整的。均匀、受控的加热不会产生足以破坏键合线或导致严重分层的应力。

总结烘干芯片贴片的安全性:

  • 无水: 没有蒸汽爆炸和物理破坏的风险。

  • 受控: 均匀加热 + 精密温度曲线 + 短暂高温暴露时间 = 热应力小 + 浮栅电荷逃逸有限。

  • 目标温度合理: 260°C 是焊接所需,且时间极短,在芯片设计承受范围内。

简单比喻:

  • 吹受潮芯片: 就像把一个湿漉漉的玉米粒(芯片)直接扔进喷火枪(高温风枪)里 - 瞬间剧烈爆炸(物理破坏) 加上 内核烧焦(电荷丢失)

  • 烘干芯片贴片: 就像把一个干燥的玉米粒放进设定好温度和时间的热风爆米花机(回流焊炉)里 - 虽然也热,但受控的热风让它均匀受热,外壳刚好打开(焊锡熔化)内核基本保持完好(数据安全)

结论:

水分的存在与否是导致两种高温操作结果天壤之别的根本原因。 受潮芯片内部的“水炸弹”在失控高温下引爆,造成毁灭性物理和电学损伤;而干燥芯片在受控的、短暂的焊接高温下,其结构完整性和数据存储能力得以保持,因为它成功避开了“水炸弹”和极端热冲击/持续超高温这两个最致命的因素。烘干是安全进行后续高温操作(如返修)的必要前提。

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