Il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) è uno standard definito da IPC/JEDEC J-STD-020 che indica quanto un componente elettronico sensibile all'umidità/rifusione sia suscettibile allo stress indotto dall'umidità durante lo stoccaggio, la manipolazione e il processo di assemblaggio del PCB. Il sistema di classificazione MSL aiuta i produttori di elettronica a determinare la corretta manipolazione, imballaggio e utilizzo dei dispositivi sensibili all'umidità (MSD) per evitare danni causati dall'umidità assorbita durante la saldatura a rifusione.
Le valutazioni MSL vanno da 1 a 6, con MSL 1 che è il meno sensibile all'umidità e MSL 6 il più sensibile. I componenti con valutazioni MSL più elevate richiedono una manipolazione e uno stoccaggio più attenti per prevenire l'assorbimento di umidità, che può portare a crepe nel pacchetto, delaminazione e altri problemi di affidabilità durante la saldatura a rifusione.
L'MSL di un componente è determinato dal produttore del componente attraverso test standardizzati. Espongono il componente a vari livelli di temperatura e umidità, quindi misurano la quantità di umidità assorbita. Il componente viene quindi classificato secondo lo standard IPC/JEDEC J-STD-020.
Ecco una breve panoramica di ogni classificazione MSL:
La vita utile (floor life) si riferisce al tempo consentito in cui un componente può essere esposto alle condizioni ambientali (≤30°C/60% UR) dopo essere stato rimosso dalla sua busta barriera contro l'umidità (MBB).
Per gestire i componenti sensibili all'umidità, i produttori di elettronica devono:
Comprendendo e gestendo correttamente i livelli di sensibilità all'umidità, i produttori di elettronica possono prevenire difetti legati all'umidità, migliorare l'affidabilità del prodotto e ridurre i costi di rilavorazione e scarto.
Lo standard IPC/JEDEC J-STD-020 specifica i seguenti requisiti di immersione e cottura per ogni Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL):
I requisiti di immersione (soak) sono intesi a simulare la peggiore esposizione all'umidità che un componente può subire durante lo stoccaggio e la manipolazione. I requisiti di cottura (bake) sono utilizzati per rimuovere l'umidità in eccesso dai componenti che hanno superato la loro vita utile (floor life) o sono stati esposti a condizioni di alta umidità.
La cottura (baking) viene tipicamente eseguita a 125°C per 24 ore, ma la temperatura e la durata esatte possono variare a seconda delle raccomandazioni del produttore del componente. È essenziale seguire queste raccomandazioni per evitare di danneggiare i componenti durante il processo di cottura. La cottura a 125°C rimuove l'umidità in eccesso dall'imballaggio del componente e dal composto di stampaggio, ripristinandolo in una condizione sicura per la saldatura a rifusione. Il tempo di cottura può essere regolato in base alle caratteristiche del componente come la densità del pacchetto, a condizione che sia stabilita una correlazione con il tempo di cottura standard.
Aderendo ai requisiti appropriati di immersione e cottura per ogni MSL, i produttori di elettronica possono garantire che i componenti sensibili all'umidità siano gestiti ed elaborati correttamente, riducendo al minimo il rischio di danni indotti dall'umidità durante l'assemblaggio del PCB.