Der Feuchtigkeitsempfindlichkeitsgrad (MSL) ist ein von IPC/JEDEC J-STD-020 definierter Standard, der angibt, wie anfällig ein feuchtigkeits-/reflow-empfindliches elektronisches Bauteil während der Lagerung, Handhabung und des PCB-Montageprozesses für feuchtigkeitsinduzierten Stress ist. Das MSL-Bewertungssystem hilft Elektronikherstellern, die richtige Handhabung, Verpackung und Verwendung von feuchtigkeitsempfindlichen Geräten (MSDs) zu bestimmen, um Schäden durch während des Reflow-Lötens aufgenommene Feuchtigkeit zu vermeiden.
MSL-Bewertungen reichen von 1 bis 6, wobei MSL 1 am wenigsten feuchtigkeitsempfindlich und MSL 6 am empfindlichsten ist. Bauteile mit höheren MSL-Bewertungen erfordern eine sorgfältigere Handhabung und Lagerung, um die Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die zu Gehäuserissen, Delamination und anderen Zuverlässigkeitsproblemen beim Reflow-Löten führen kann.
Die MSL eines Bauteils wird vom Bauteilhersteller durch standardisierte Tests bestimmt. Sie setzen das Bauteil unterschiedlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsniveaus aus und messen die Menge der aufgenommenen Feuchtigkeit. Das Bauteil wird dann gemäß der IPC/JEDEC J-STD-020-Norm klassifiziert.
Hier ist ein kurzer Überblick über jede MSL-Bewertung:
Die Lagerzeit bezieht sich auf die zulässige Zeit, in der eine Komponente Umgebungsbedingungen (≤30°C/60% RH) ausgesetzt sein kann, nachdem sie aus ihrer Feuchtigkeitsschutzverpackung (MBB) entnommen wurde.
Um feuchtigkeitsempfindliche Komponenten zu verwalten, müssen Elektronikhersteller:
Durch das Verständnis und die ordnungsgemäße Verwaltung von Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufen können Elektronikhersteller feuchtigkeitsbedingte Defekte verhindern, die Produktzuverlässigkeit verbessern und die Kosten für Nacharbeit und Ausschuss reduzieren.
Der IPC/JEDEC J-STD-020 Standard spezifiziert die folgenden Einweich- und Backanforderungen für jede Feuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL):
Die Einweichanforderungen sollen die schlimmstmögliche Feuchtigkeitsexposition simulieren, die eine Komponente während der Lagerung und Handhabung erfahren kann. Die Backanforderungen werden verwendet, um überschüssige Feuchtigkeit aus Komponenten zu entfernen, die ihre Bodenlebensdauer überschritten haben oder hohen Luftfeuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt waren.
Das Backen wird typischerweise bei 125°C für 24 Stunden durchgeführt, aber die genaue Temperatur und Dauer können je nach den Empfehlungen des Komponentenherstellers variieren. Es ist wesentlich, diesen Empfehlungen zu folgen, um die Komponenten während des Backvorgangs nicht zu beschädigen. Das Backen bei 125°C entfernt überschüssige Feuchtigkeit aus der Komponentenverpackung und dem Formmaterial und stellt sie in einen sicheren Zustand für das Reflow-Löten wieder her. Die Backzeit kann basierend auf Komponentenmerkmalen wie Packungsdichte angepasst werden, vorausgesetzt, eine Korrelation zur Standardbackzeit wird hergestellt.
Durch die Einhaltung der entsprechenden Einweich- und Backanforderungen für jedes MSL können Elektronikhersteller sicherstellen, dass feuchtigkeitsempfindliche Komponenten ordnungsgemäß gehandhabt und verarbeitet werden, wodurch das Risiko von feuchtigkeitsbedingten Schäden während der PCB-Montage minimiert wird.