Fugtfølsomhedsniveau (MSL)

Fugtfølsomhedsniveau (MSL) er en standard defineret af IPC/JEDEC J-STD-020, der angiver, hvor modtagelig en fugt/reflow-følsom elektronisk komponent er over for fugtinduceret stress under opbevaring, håndtering og PCB-monteringsprocessen. MSL-klassificeringssystemet hjælper elektronikproducenter med at bestemme korrekt håndtering, pakning og brug af fugtfølsomme enheder (MSD'er) for at undgå skader forårsaget af absorberet fugt under reflow-lodning.

MSL-vurderinger spænder fra 1 til 6, med MSL 1 værende mindst fugtfølsom og MSL 6 værende mest følsom. Komponenter med højere MSL-vurderinger kræver mere omhyggelig håndtering og opbevaring for at forhindre fugtabsorption, hvilket kan føre til pakkekrakning, delaminering og andre pålidelighedsproblemer under reflow-lodning.

MSL for en komponent bestemmes af komponentproducenten gennem standardiserede tests. De udsætter komponenten for varierende niveauer af temperatur og fugtighed, måler derefter mængden af absorberet fugt. Komponenten klassificeres derefter i henhold til IPC/JEDEC J-STD-020-standarden.

Oversigt over MSL-niveauer

Her er en kort oversigt over hver MSL-vurdering:

• MSL 1: Ubegrænset gulvlevetid ved ≤30°C/85% RH. Ingen tørpakning krævet.
• MSL 2: Et års gulvlevetid ved ≤30°C/60% RH. Tørpakning krævet, hvis dette overskrides.
• MSL 2a: 4 ugers gulvlevetid ved ≤30°C/60% RH. Tørpakning krævet, hvis dette overskrides.
• MSL 3: 168 timers gulvlevetid ved ≤30°C/60% RH. Tørpakning krævet.
• MSL 4: 72 timers gulvlevetid ved ≤30°C/60% RH. Tørpakning krævet.
• MSL 5: 48 timers gulvlevetid ved ≤30°C/60% RH. Tørpakning krævet.
• MSL 5a: 24 timers gulvlevetid ved ≤30°C/60% RH. Tørpakning krævet.
• MSL 6: Obligatorisk bagning før brug. Tørpakning krævet.

Gulvlevetid refererer til den tilladte tid, en komponent kan udsættes for omgivelsesbetingelser (≤30°C/60% RH) efter at være blevet fjernet fra sin fugtbarrierepose (MBB).

For at håndtere fugtfølsomme komponenter skal elektronikproducenter:

1. Sørg for, at MSL-følsomme komponenter er tørt pakket af leverandøren i en forseglet fugtbarrierepose (MBB) med tørremiddel og et fugtighedsindikatorkort (HIC).
2. Kontroller HIC ved modtagelse af komponenterne. Hvis den indikerer høj fugtighed, bages komponenterne ved den anbefalede temperatur og tid for at fjerne overskydende fugt.
3. Opbevar komponenter i et lavfugtighedsmiljø (≤5 % RH). Hvis gulvlevetiden overskrides, skal komponenterne bages før samling.
4. Saml PCB'er, der indeholder MSD'er, hurtigt. Ubrugte komponenter bør genforsegles i MBB'en.
5. Hvis bagning er nødvendig, skal du følge komponentproducentens anbefalinger for bagningstemperatur og varighed for at undgå komponentskade.

Ved at forstå og korrekt håndtere fugtfølsomhedsniveauer kan elektronikproducenter forhindre fugtrelaterede defekter, forbedre produktets pålidelighed og reducere omarbejdning og skrotomkostninger.

Soak/Bagning Krav for Hvert MSL Niveau

IPC/JEDEC J-STD-020-standarden specificerer følgende soak- og bake-krav for hver fugtfølsomhedsniveau (MSL):

MSL 1

• Blødning: 168 timer ved 85°C/85% RH
• Bagning: Ikke påkrævet

MSL 2

• Soak: 168 timer ved 85°C/60% RH
• Bagning: Ikke nødvendig, hvis gulvlevetiden ikke overskrides

MSL 2a

• Blødning: 696 timer ved 30°C/60% RH eller 120 timer ved 60°C/60% RH
• Bagning: Ikke påkrævet, hvis gulvlevetiden ikke er overskredet

MSL 3

• Blødning: 192 timer ved 30°C/60% RH eller 40 timer ved 60°C/60% RH
• Bagning: Påkrævet, hvis gulvlevetiden er overskredet

MSL 4

• Blødning: 96 timer ved 30°C/60% RH eller 20 timer ved 60°C/60% RH
• Bagning: Påkrævet, hvis gulvlevetiden er overskredet

MSL 5

• Blødning: 72 timer ved 30°C/60% RH eller 15 timer ved 60°C/60% RH
• Bagning: Påkrævet, hvis gulvlevetiden er overskredet

MSL 5a

• Blødning: 48 timer ved 30°C/60% RH eller 10 timer ved 60°C/60% RH
• Bagning: Påkrævet, hvis gulvtiden er overskredet

MSL 6

• Soak: Tid på etiket (TOL) ved 30°C/60% RH
• Bake: Obligatorisk før brug

Kravene til udblødning er beregnet til at simulere den værst tænkelige fugtighedseksponering, en komponent kan opleve under opbevaring og håndtering. Kravene til bagning bruges til at fjerne overskydende fugtighed fra komponenter, der har overskredet deres gulvtid eller har været udsat for høj luftfugtighed.

Bagning udføres typisk ved 125°C i 24 timer, men den nøjagtige temperatur og varighed kan variere afhængigt af komponentproducentens anbefalinger. Det er afgørende at følge disse anbefalinger for at undgå at beskadige komponenterne under bagning. Bagning ved 125°C fjerner overskydende fugt fra komponentemballagen og støbemassen, hvilket gendanner den til en sikker tilstand for reflow-lodning. Bagetiden kan justeres baseret på komponentkarakteristika som pakketæthed, forudsat at der er korrelation til standard bagetid.

Ved at overholde de passende soak- og bake-krav for hver MSL, kan elektronikproducenter sikre, at fugtfølsomme komponenter håndteres og behandles korrekt, hvilket minimerer risikoen for fugtinduceret skade under PCB-samling.