Tingkat Sensitivitas Kelembapan (MSL)

Tingkat Sensitivitas Kelembapan (MSL) adalah standar yang didefinisikan oleh IPC/JEDEC J-STD-020 yang menunjukkan seberapa rentan komponen elektronik yang sensitif terhadap kelembapan/reflow terhadap stres yang diinduksi kelembapan selama penyimpanan, penanganan, dan proses perakitan PCB. Sistem peringkat MSL membantu produsen elektronik menentukan penanganan, pengemasan, dan penggunaan yang tepat dari perangkat sensitif kelembapan (MSDs) untuk menghindari kerusakan yang disebabkan oleh kelembapan yang diserap selama penyolderan reflow.

Peringkat MSL berkisar dari 1 hingga 6, dengan MSL 1 adalah yang paling sedikit sensitif terhadap kelembapan dan MSL 6 adalah yang paling sensitif. Komponen dengan peringkat MSL yang lebih tinggi memerlukan penanganan dan penyimpanan yang lebih hati-hati untuk mencegah penyerapan kelembapan, yang dapat menyebabkan retakan paket, delaminasi, dan masalah keandalan lainnya selama penyolderan ulang.

MSL dari sebuah komponen ditentukan oleh produsen komponen melalui pengujian standar. Mereka mengekspos komponen ke berbagai tingkat suhu dan kelembaban, kemudian mengukur jumlah kelembaban yang diserap. Komponen kemudian diklasifikasikan menurut standar IPC/JEDEC J-STD-020.

Ikhtisar Tingkat MSL

Berikut adalah gambaran singkat dari setiap peringkat MSL:

• MSL 1: Umur simpan tak terbatas pada ≤30°C/85% RH. Tidak memerlukan pengemasan kering.
• MSL 2: Satu tahun umur simpan pada ≤30°C/60% RH. Pengemasan kering diperlukan jika melebihi ini.
• MSL 2a: 4 minggu umur simpan pada ≤30°C/60% RH. Pengemasan kering diperlukan jika melebihi ini.
• MSL 3: 168 jam umur simpan pada ≤30°C/60% RH. Pengemasan kering diperlukan.
• MSL 4: 72 jam umur simpan pada ≤30°C/60% RH. Pengemasan kering diperlukan.
• MSL 5: 48 jam umur simpan pada ≤30°C/60% RH. Pengemasan kering diperlukan.
• MSL 5a: 24 jam umur simpan pada ≤30°C/60% RH. Pengemasan kering diperlukan.
• MSL 6: Pemanggangan wajib sebelum digunakan. Pengemasan kering diperlukan.

Umur simpan di lantai merujuk pada waktu yang diizinkan sebuah komponen dapat terpapar kondisi lingkungan (≤30°C/60% RH) setelah dikeluarkan dari kantong penghalang kelembapannya (MBB).

Untuk mengelola komponen yang sensitif terhadap kelembaban, produsen elektronik harus:

1. Pastikan komponen sensitif MSL dikemas kering oleh pemasok dalam kantong penghalang kelembapan (MBB) yang disegel dengan desikan dan kartu indikator kelembapan (HIC).
2. Periksa HIC setelah menerima komponen. Jika menunjukkan kelembaban tinggi, panggang komponen pada suhu dan waktu yang direkomendasikan untuk menghilangkan kelembaban berlebih.
3. Simpan komponen di lingkungan kelembaban rendah (≤5% RH). Jika masa simpan lantai terlampaui, panggang komponen sebelum perakitan.
4. Merakit PCB yang mengandung MSD segera. Komponen yang tidak digunakan harus disegel kembali dalam MBB.
5. Jika pemanggangan diperlukan, ikuti rekomendasi produsen komponen untuk suhu dan durasi pemanggangan untuk menghindari kerusakan komponen.

Dengan memahami dan mengelola tingkat sensitivitas kelembapan dengan benar, produsen elektronik dapat mencegah cacat terkait kelembapan, meningkatkan keandalan produk, dan mengurangi biaya perbaikan dan limbah.

Persyaratan Soak/Bake untuk Setiap Tingkat MSL

Standar IPC/JEDEC J-STD-020 menentukan persyaratan rendam dan panggang berikut untuk setiap Tingkat Sensitivitas Kelembapan (MSL):

MSL 1 - Rendam: 168 jam pada 85°C/85% RH - Panggang: Tidak diperlukan

MSL 2

• Rendam: 168 jam pada 85°C/60% RH
• Panggang: Tidak diperlukan jika masa simpan tidak terlampaui

MSL 2a

• Rendam: 696 jam pada 30°C/60% RH atau 120 jam pada 60°C/60% RH
• Panggang: Tidak diperlukan jika masa simpan lantai tidak terlampaui

MSL 3

• Rendam: 192 jam pada 30°C/60% RH atau 40 jam pada 60°C/60% RH
• Panggang: Diperlukan jika masa simpan lantai terlampaui

MSL 4

• Rendam: 96 jam pada 30°C/60% RH atau 20 jam pada 60°C/60% RH
• Panggang: Diperlukan jika masa simpan lantai terlampaui

MSL 5

• Rendam: 72 jam pada 30°C/60% RH atau 15 jam pada 60°C/60% RH
• Panggang: Diperlukan jika masa simpan lantai terlampaui

MSL 5a

• Rendam: 48 jam pada 30°C/60% RH atau 10 jam pada 60°C/60% RH
• Panggang: Diperlukan jika masa simpan lantai terlampaui

MSL 6

• Rendam: Waktu pada Label (TOL) pada 30°C/60% RH
• Panggang: Wajib sebelum digunakan

Persyaratan rendam dimaksudkan untuk mensimulasikan paparan kelembapan terburuk yang mungkin dialami komponen selama penyimpanan dan penanganan. Persyaratan panggang digunakan untuk menghilangkan kelembapan berlebih dari komponen yang telah melebihi masa simpan lantai atau telah terpapar kondisi kelembapan tinggi.

Pemanggangan biasanya dilakukan pada 125°C selama 24 jam, tetapi suhu dan durasi yang tepat dapat bervariasi tergantung pada rekomendasi produsen komponen. Sangat penting untuk mengikuti rekomendasi ini untuk menghindari kerusakan pada komponen selama proses pemanggangan. Pemanggangan pada 125°C menghilangkan kelebihan kelembapan dari kemasan komponen dan senyawa cetakan, mengembalikannya ke kondisi aman untuk penyolderan ulang. Waktu pemanggangan dapat disesuaikan berdasarkan karakteristik komponen seperti kepadatan paket, asalkan korelasi dengan waktu pemanggangan standar terjalin.

Dengan mematuhi persyaratan rendam dan panggang yang sesuai untuk setiap MSL, produsen elektronik dapat memastikan bahwa komponen yang sensitif terhadap kelembapan ditangani dan diproses dengan benar, meminimalkan risiko kerusakan yang diinduksi kelembapan selama perakitan PCB.